KR20140088154A

KR20140088154A - 공기 타이어

Info

Publication number: KR20140088154A
Application number: KR20147013189A
Authority: KR
Inventors: 도루 이이즈카; 도모미 마스이; 무츠키 스기모토
Original assignee: 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-07-09
Also published as: CN103917380A; EP2774779A4; EP2774779A1; US20180134075A1; US20140246136A1; BR112014011050A2; IN2014CN03562A; RU2014118360A; US20180134077A1; US20180134076A1; WO2013069342A1; US9902199B2; EP2774779B1

Abstract

본 발명은, 타이어 내측에 이너 라이너를 구비한 공기 타이어로서, 이너 라이너는, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체의 7 질량% 이상 93 질량% 이하와, β-피넨 성분을 포함하는 이소부틸렌계 변성 공중합체의 7 질량% 이상 93 질량% 이하를 포함하는 엘라스토머 조성물로 이루어지는 시트로 구성되고, 이너 라이너는, 타이어 최대폭 위치로부터 비드 토에 걸친 비드 영역(Rb)의 평균 두께(Gb)와, 타이어 최대폭 위치로부터 벨트층단의 대응 위치(Lu)에 걸친 버트레스 영역(Rs)의 평균 두께(Gs)의 비(Gs/Gb)가 0.30∼0.75이다.

Description

공기 타이어{PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 이너 라이너를 구비한 공기 타이어에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 이너 라이너를 구비한 공기 타이어에 관한 것으로, 특히, 타이어 주행시의 반복 굴곡 변형에 따른 이너 라이너의 굴곡 균열 성장을 억제함과 동시에, 내공기투과성 및 내후성을 개선한 공기 타이어에 관한 것이다.

최근, 차의 저연비화에 대한 강한 사회적 요청으로부터, 어느 타이어 부재에 있어서도 타이어의 경량화가 도모되고 있다. 그리고 타이어의 내부에 배치되고 공기 타이어 내부로부터 외부로의 공기 누출의 양(공기 투과량)을 저감시켜 내공기투과성을 높이는 이너 라이너에 있어서도, 경량화가 요구되고 있다.

현재, 이너 라이너용 고무 조성물은, 예컨대 부틸 고무 70∼100 질량% 및 천연 고무 30∼0 질량%를 포함하는 부틸 고무를 주체로 하는 고무 배합을 사용함으로써, 타이어의 내공기투과성을 향상시키고 있다. 또한, 부틸 고무를 주체로 하는 고무 배합은 부틸렌 이외에 약 1 질량%의 이소프렌을 포함하고, 이것이 황·가황 촉진제·아연화와 더불어, 인접 고무층과의 분자 사이의 공가교를 가능하게 하고 있다. 상기 부틸계 고무는, 통상의 배합에서는 승용차용 타이어에서는 0.6∼1.0 mm, 트럭·버스용 타이어에서는 1.0∼2.0 mm 정도의 두께가 필요해지지만, 타이어의 경량화를 도모하기 위해, 부틸계 고무보다 내공기투과성이 우수하고, 이너 라이너층의 두께를 보다 얇게 할 수 있는 폴리머가 요청되고 있다.

종래 기술로서 이너 라이너층의 경량화를 위해 열가소성 엘라스토머를 이용하는 기술이 있다. 그러나 이 기술에서는 부틸 고무의 이너 라이너보다 두께를 얇게 하면 내공기투과성과 경량화를 양립시키는 것이 곤란하다. 또한 얇게함으로써 이너 라이너의 강도가 저하되어, 가황 공정시의 블래더(bladder)의 열과 압력에 의해 이너 라이너층이 파괴될 우려가 있다. 또한, 강도가 낮은 열가소성 엘라스토머는, 타이어 주행에 있어서는, 큰 반복 전단 변형을 받는 버트레스부에서, 이너 라이너에 크랙이 발생하기 쉬워진다.

종래, 타이어의 경량화를 도모하기 위해, 상기 고무 조성물 대신에 열가소성 수지를 포함하는 재료로 이루어지는 필름이 제안되어 있다. 그러나 타이어 수송중이나 판매점 앞에서의 전시중에 옥외에 노출되어, 태양광의 자외선에 의한 열화를 받아, 열가소성 엘라스토머가 열화되어 내관(內觀)에 균열이 나쁜 인상을 주게 된다. 또한 공기 타이어는, 사용시에는 그 내부 공간에 공기가 충전되어 있기 때문에, 공기 중의 산소가 타이어 구성 부재의 내부에 침투하고 시간 경과적으로 산화가 진행되어 공기 타이어의 내구성에 악영향을 미치게 된다. 특히, 이너 라이너에 균열이 발생하면 사용자에게는 내관이 나쁘다는 인상을 준다. 또한 부분적으로 가스 배리어성이 나빠져 타이어 내압이 저하된다.

또한 이너 라이너는 타이어 주행시에 숄더부 근방에 큰 전단 왜곡이 작용한다. 열가소성 수지를 포함하는 재료를 이너 라이너로서 사용한 경우, 이 전단 왜곡에 의해, 이너 라이너와 카커스 플라이의 접착 계면에서 박리가 발생하기 쉬워지고, 타이어의 공기 누출이 발생한다는 문제가 있었다.

또한 이너 라이너의 경량화를 위해, 열가소성 엘라스토머 재료를 이용하는 기술도 제안되어 있다. 그러나 부틸 고무의 이너 라이너보다 두께를 얇게 하고, 또한 높은 내공기투과성을 나타내는 재료는, 이너 라이너에 인접하는 인슐레이션 고무나 카커스 플라이 고무와의 가황 접착력이 부틸 고무의 이너 라이너보다 뒤떨어지는 것을 알았다.

이너 라이너의 가황 접착력이 낮으면, 이너 라이너와 인슐레이션 고무, 또는 카커스 고무 사이에 공기가 혼입되어, 작은 풍선과 같은 것이 나타나는, 소위 에어 인 현상이 생긴다. 타이어의 내측에 작은 반점 모양이 다수 있음으로써, 사용자에게는 외관이 나쁘다는 인상을 주는 것 외에, 주행중에 에어가 기점이 되어 박리가 생기고 이너 라이너에 균열이 생겨 타이어 내압이 저하된다.

일본 특허 공개 평9-019987호 공보(특허문헌 1)에는, 이너 라이너층과 고무층의 접착성을 개선하기 위한 적층체가 개시되어 있다. 이것은 이너 라이너층의 양측에 접착층을 형성함으로써, 이너 라이너층의 중첩부에서 접착층끼리가 접촉하게 되고, 가열에 의해 강고히 접착되기 때문에, 공기압 유지성을 향상시키고 있다. 그러나, 이 이너 라이너층의 중첩을 위한 접착층은, 가황 공정에서 블래더와 가열 상태에서 접촉하게 되고, 블래더에 점착, 접착된다는 문제가 있다.

일본 특허 제2999188호 공보(일본 특허 공개 제2000-159936호 공보(특허문헌 2))는, 공기 투과성이 양호한 나일론 수지와 부틸 고무를 동적 가교에 의해 혼합물을 제조하고, 두께 100 ㎛의 이너 라이너층을 제작하고 있다. 그러나 나일론 수지는 실온에서는 단단하여 타이어용 이너 라이너로서는 부적합하다. 또한, 이 동적 가교에 의한 혼합물만으로는 고무층과의 가황 접착이 되지 않기 때문에, 이너 라이너층과는 별도로 가황용 접착층을 필요로 하므로, 이너 라이너 부재로서는 구조가 복잡하고 공정이 많아져, 생산성의 관점에서 불리하다.

일본 특허 공개 제2008-024219호 공보(특허문헌 3)는, 공기 차단성이 양호한 에틸렌-비닐알콜 공중합체 중에 무수말레산 변성 수소 첨가 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 분산시켜, 유연한 가스 배리어층을 제작하고 있다. 또한, 열가소성 폴리우레탄층에 끼워넣어 샌드위치 구조로 하고, 또한 타이어 고무와 접착하는 면에 고무풀(부틸 고무/천연 고무의 70/30을 톨루엔에 용해시킴)을 도포시켜 이너 라이너층을 제작하고 있다. 그러나, 유연 수지 분산의 변성 에틸렌-비닐알콜 공중합체는 접착력이 낮아, 열가소성 폴리우레탄층과 박리될 우려가 있다. 또한 유연 수지 분산의 변성 에틸렌-비닐알콜 공중합체는 유연 수지가 분산되어 있지만, 매트릭스의 EVOH는 굴곡 피로성이 부족하여, 타이어 주행중에 파괴되어 버린다. 또한 타이어 고무와 접착하는 면에 고무풀을 도포하고 있는데, 통상의 이너 라이너 공정과는 별도의 공정이 필요해져 생산성이 뒤떨어지게 된다.

일본 특허 공개 제2008-174037호 공보(특허문헌 4)는, 카커스층의 내측에 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머를 포함하는 열가소성 엘라스토머 조성물의 공기 투과 방지층을 갖는 공기 타이어에 있어서, 벨트층의 최대폭 단부 근방으로부터 타이어 최대폭의 영역(Ts)에서의 공기 투과 방지층의 평균 두께(Gs)를, 타이어 최대폭과 비드 토(bead toe)의 영역(Tf)에서의 공기 투과 방지층의 평균 두께(Gf)보다 얇게 하여, 굴곡 내구성을 개선하는 것이 제안되어 있다. 그러나 이러한 구성에서는, 카커스 플라이의 고무층과 공기 투과 방지층 사이의 박리가 생기는 경우가 있다.

일본 특허 공개 제2007-291256호 공보(특허문헌 5)에는, 공기압 저하의 억제, 내구성의 향상 및 연비의 향상을 동시에 실현하기 위해, 천연 고무 및/또는 합성 고무로 이루어지는 고무 성분의 100 질량부에 대하여, 에틸렌-비닐알콜 공중합체가 15∼30 질량부 함유된 이너 라이너용 고무 조성물을 이용한 공기 타이어가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2009-298986호 공보(특허문헌 6)에는, 부틸계 고무와 나일론 수지의 블렌드물에 대하여, 자외선 열화 방지를 위해 산화티탄을 배합하고 있다. 그러나 자외선 열화 이외에도 굴곡 피로에 의해 나일론 수지의 라디칼 발생에 의한 열화로 내구성이 저하되는 문제가 있다.

또한 국제 공개 제2007/116983호(특허문헌 7)에는, 열가소성 엘라스토머층의 자외선 열화 방지를 위해 표면층에 이형제에 카본 블랙을 배합한 차광층을 형성하고 있다. 그러나 이형제로서 도포하는 공정의 변동에 의해, 타이어 내면에 균일하게 도포할 수 없는 점이나, 공정에서의 작업자나 사용자의 손, 그 밖의 원인으로 찰과상이 생기면 차광층으로서의 기능을 수행하지 않고 자외선 열화에 의해 내구성이 저하되는 문제가 있다.

일본 특허 공개 제2005-343379호 공보(특허문헌 8)에서는, 숄더부에서의 두께를 타이어 크라운부에서의 두께보다 크게 설계함으로써, 저온 내구성의 향상을 실현하고 있는데, 숄더부에서의 두께를 타이어 크라운부보다 두껍게 설계함으로써 굴곡 변형을 억제하여 크랙 발생을 적게 하고 있지만, 타이어의 경량화의 관점에서 불리하다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평9-019987호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 제2999188호 공보(일본 특허 공개 제2000-159936호 공보) 특허문헌 3 : 일본 특허 공개 제2008-024219호 공보 특허문헌 4 : 일본 특허 공개 제2008-174037호 공보 특허문헌 5 : 일본 특허 공개 제2007-291256호 공보 특허문헌 6 : 일본 특허 공개 제2009-298986호 공보 특허문헌 7 : 국제 공개 제2007/116983호 특허문헌 8 : 일본 특허 공개 제2005-343379호 공보

본 발명의 제1 과제는, 이너 라이너를 구비한 공기 타이어에 있어서, 내공기투과성 및 굴곡 피로성 및 내크랙성을 개선하는 것이다.

본 발명의 제2 과제는, 이너 라이너를 구비한 공기 타이어에 있어서, 이너 라이너와 카커스 플라이의 박리력을 높여, 더욱 내공기투과성, 굴곡 피로성 및 내크랙성을 개선하는 것이다.

본 발명의 제3 과제는, 이너 라이너를 구비한 공기 타이어에 있어서, 타이어 주행시의 반복 굴곡 변형에 따른 이너 라이너의 굴곡 균열 성장성을 억제함과 동시에, 내후성, 내공기투과성 및 구름 저항성을 종합적으로 개선하는 것이다.

제1 과제에 관련하여, 본 발명은, 타이어 내측에 이너 라이너를 구비한 공기 타이어로서, 상기 이너 라이너는, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체의 7 질량% 이상 93 질량% 이하와, β-피넨 성분을 포함하는 이소부틸렌계 변성 공중합체의 7 질량% 이상 93 질량% 이하가 혼합된 엘라스토머 성분을 포함하는 엘라스토머 조성물로 이루어지는 시트로 구성되고, 상기 이너 라이너는, 타이어 최대폭 위치로부터 비드 토에 걸친 비드 영역(Rb)의 평균 두께(Gb)와 타이어 최대폭 위치로부터 벨트층단(端)의 대응 위치(Lu)에 걸친 버트레스 영역(Rs)의 평균 두께(Gs)의 비(Gs/Gb)가 0.30∼0.75인 공기 타이어에 관한 것이다.

상기 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체는 스티렌 성분 함유량이 10∼30 질량%이고, 중량 평균 분자량이 50,000∼400,000인 것이 바람직하다. 또한, 상기 엘라스토머 조성물의 엘라스토머 성분 중에 이소부틸렌계 변성 공중합체를 10 질량% 이상 90 질량% 이하 포함하는 것이 바람직하다.

상기 이소부틸렌계 변성 공중합체의 β-피넨 함유량이, 0.5∼25 질량%인 것이 바람직하다. 그리고 상기 이소부틸렌계 변성 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw)이 30,000∼300,000이며, 또한 분자량 분포의 값(중량 평균 분자량(Mw)/수 평균 분자량(Mn))이 1.3 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서 상기 이너 라이너의 버트레스 영역의 평균 두께(Gs)는, 0.05∼0.45 mm인 것이 바람직하다.

제2 과제에 관련하여, 본 발명은, 타이어 내측에 이너 라이너를 구비한 공기 타이어로서, 상기 이너 라이너는, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체의 스티렌 블록 부분이, 불포화 결합을 갖는 산염화물 혹은 산무수물로 변성된 SIBS 변성 공중합체를 포함하는 엘라스토머 조성물로 이루어지는 폴리머 시트로 구성되고, 상기 이너 라이너는, 타이어 최대폭 위치로부터 비드 토에 걸친 비드 영역(Rb)의 평균 두께(Gb)보다, 타이어 최대폭 위치로부터 벨트층단의 대응 위치(Lu)에 걸친 버트레스 영역(Rs)의 평균 두께(Gs)의 비(Gs/Gb)가, 0.30∼0.75인 공기 타이어에 관한 것이다.

상기 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체는 스티렌 성분 함유량이 10∼30 질량%이고, 중량 평균 분자량이 50,000∼400,000의 범위인 것이 바람직하다. 또한 상기 SIBS 변성 공중합체가, 엘라스토머 성분 중에 10 질량% 이상 100 질량% 이하인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 있어서 상기 엘라스토머 성분은, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체와 SIBS 변성 공중합체의 혼합물로 할 수 있다. 그리고 엘라스토머 조성물에는, 점착 부여제가, 엘라스토머 성분 100 질량부에 대하여, 0.1∼100 질량부 배합되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서 상기 이너 라이너의 버트레스 영역의 평균 두께(Gs)는, 0.05∼0.40 mm인 것이 바람직하다.

제3 과제에 관련하여, 본 발명은 트레드부로부터 좌우 양측의 비드부에 걸친 카커스층과, 그 크라운부 외측에 벨트층과, 상기 카커스층의 내측에 이너 라이너를 배치한 공기 타이어에 있어서,

상기 이너 라이너는, 타이어 내측에 배치되는 제1 층과, 상기 카커스 플라이의 고무층과 접하도록 배치되는 제2 층으로 구성되어 있고,

(A) 상기 제1 층은, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체 및 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체의 스티렌 블록 부분이 불포화 결합을 갖는 산염화물 혹은 산무수물로 변성된 SIBS 변성 공중합체의, 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 엘라스토머와 자외선 흡수제 및 산화 방지제를 포함하는 엘라스토머 조성물이고,

(B) 상기 제2 층은, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 및 스티렌-이소부틸렌 블록 공중합체의 적어도 어느 하나를 포함하는 엘라스토머를 포함하고,

상기 제1 층 및 상기 제2 층은 자외선 흡수제 및 산화 방지제를 합계로 엘라스토머 성분의 0.5 질량%∼40 질량% 포함하는 엘라스토머 조성물이고,

상기 이너 라이너는, 타이어 최대폭 위치로부터 비드 토에 걸친 비드 영역(Rb)의 평균 두께(Gb)보다, 타이어 최대폭 위치로부터 벨트층단의 대응 위치(Lu)에 걸친 버트레스 영역(Rs)의 평균 두께(Gs)가 얇은 것을 특징으로 하는 공기 타이어에 관한 것이다.

상기 제1 층 및 상기 제2 층의 자외선 흡수제 및 산화 방지제의 합계 배합량은, 엘라스토머 성분의 0.5 질량%∼40 질량%인 것이 바람직하다.

또한 상기 이너 라이너의 버트레스 영역의 평균 두께(Gs)와, 비드 영역의 평균 두께(Gb)의 비(Gs/Gb)는, 0.5∼0.7인 것이 바람직하다.

상기 이너 라이너의 버트레스 영역의 평균 두께(Gs)는, 0.06∼0.30 mm인 것이 바람직하다.

또한 상기 제1 층 및 상기 제2 층 중 어느 층의 엘라스토머 조성물은, SIBS 변성 공중합체가 엘라스토머 성분의 5 질량%∼100 질량% 배합되어 있는 것이 바람직하다.

상기 제1 층 및 제2 층 중 어느 층의 엘라스토머 조성물은, 점착 부여제 또는 폴리이소부틸렌이 배합되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 효과는 이하와 같다. 본 발명은, 이너 라이너에 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체와, β-피넨을 포함하는 이소부틸렌계 변성 공중합체를 포함하는 엘라스토머 조성물로 구성했기 때문에, 내공기투과성을 유지하면서, 그 두께를 얇게 할 수 있고, 또한 인접 고무층과의 접착성을 높일 수 있고, 또한 굴곡 피로성이 개선된다. 그리고, 상기 엘라스토머 조성물로 구성된 이너 라이너의 평균 두께를, 비드 영역(Rb)에서의 평균 두께(Gb)가 버트레스 영역(Rs)에서의 Gs보다 일정 범위에서 두껍게 했기 때문에, 내공기투과성 및 굴곡 피로성을 유지하면서, 주행시의 타이어의 반복 변형에 따른 응력을 유효하게 완화시킬 수 있어 내크랙성이 개선된다.

본 발명의 제2 효과는 이하와 같다. 본 발명에서는, 주행시의 타이어의 반복 변형에 따른 응력 집중이 생기기 쉬운 버트레스부에서, 유효하게 전단 응력을 완화시키기 위해, 이너 라이너의 비드 영역(Rb)과 버트레스 영역(Rs)의 각각의 평균 두께(Gb, Gs)의 비를 조정함과 동시에, 이너 라이너에 변성 SIBS를 포함하는 엘라스토머 조성물을 이용함으로써, 그 두께를 얇게 유지하면서, 인접 고무층과의 접착성을 높여, 내공기차단성, 굴곡 피로성 및 내크랙성을 개선한 공기 타이어를 얻을 수 있다.

본 발명의 제3 효과는 이하와 같다. 본 발명은 이너 라이너의 버트레스 영역(Rs)의 평균 두께(Gs)와, 비드 영역(Rb)의 평균 두께(Gb)의 비(Gs/Gb)를, 1보다 작게 함으로써 굴곡 변형에 의한 버트레스 영역의 응력을 효과적으로 완화시키는 구조로 하고 있다. 그리고 이너 라이너에, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체(SIBS)를 포함하는 열가소성 엘라스토머 조성물을 이용하고 있다. 여기서 SIBS 등을 포함하는 조성물은 자외선광의 파장 290 nm 이상의 파장 영역에서 열화를 받기 쉽다. 그래서 자외선 흡수제를 열가소성 엘라스토머 조성물에 배합함으로써, 가장 열화를 받기 쉬운 320 nm∼350 nm 부근의 광을 흡수하여, 분자의 진동 에너지나 열 에너지로 변환함으로써, 열가소성 엘라스토머를 자외선으로부터 보호하는 기능을 갖는다. 여기서 자외선 흡수제에는 광안정제도 포함된다.

또한, 열가소성 엘라스토머는, 타이어 주행시의 굴곡 피로에 의해 라디칼을 발생하고, 라디칼이 주쇄의 연쇄적인 열화를 유발하여, 열가소성 엘라스토머 조성물로 제작된 이너 라이너의 균열, 파괴를 초래한다. 그래서 산화 방지제를 배합함으로써 굴곡 피로에 의해 발생한 라디칼을 포착하여, 열화를 방지하는 기능을 한다. 여기서 산화 방지제에는 산소 흡수제도 포함된다.

도 1은, 본 발명의 한 실시형태에서의 공기 타이어의 우측 절반을 도시한 개략 단면도이다.
도 2는, 이너 라이너와 카커스의 접합 상태를 도시한 개략 단면도이다.

[실시형태 1]

<공기 타이어>

본 발명의 공기 타이어의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은, 승용차용 공기 타이어의 우측 절반의 단면도이다. 공기 타이어(1)는, 트레드부(2)와, 상기 트레드부 양단으로부터 토로이드(toroid) 형상을 형성하도록 사이드월부(3)와 비드부(4)를 갖고 있다. 또한, 비드부(4)에는 비드 코어(5)가 매설된다. 또한, 한쪽의 비드부(4)로부터 다른쪽의 비드부에 걸쳐 설치되고, 양단을 비드 코어(5)의 둘레에 되접어 고정시킨 카커스 플라이(6)와, 상기 카커스 플라이(6)의 크라운부 외측에는, 적어도 2장의 플라이로 이루어지는 벨트층(7)이 배치되어 있다.

상기 벨트층(7)은, 통상, 스틸 코드 또는 아라미드 섬유 등의 코드로 이루어지는 플라이의 2장을 타이어 둘레 방향에 대하여, 코드가 통상 5∼30°의 각도가 되도록 플라이 사이에서 상호 교차하도록 배치된다. 또 벨트층의 양단 외측에는, 토핑 고무층을 형성하여, 벨트층 양단의 박리를 경감시킬 수 있다. 또한 카커스 플라이는 폴리에스테르, 나일론, 아라미드 등의 유기 섬유 코드가 타이어 둘레 방향에 대략 90°로 배열되어 있고, 카커스 플라이와 그 절첩부에 둘러싸이는 영역에는, 비드 코어(5)의 상단으로부터 사이드월 방향으로 연장되는 비드 에이펙스(8)가 배치된다. 또한 상기 카커스 플라이(6)의 타이어 반경 방향 내측에는 한쪽의 비드부(4)로부터 다른쪽의 비드부(4)에 걸친 이너 라이너(9)가 배치되어 있다.

본 발명에 있어서, 타이어 최대폭 위치(Le)로부터 비드 토(Lt)에 걸친 비드 영역(Rb)의 이너 라이너(9)의 평균 두께(Gb)보다, 타이어 최대폭 위치(Le)로부터 벨트층단의 대응 위치(Lu)에 걸친 버트레스 영역(Rs)의 이너 라이너(9)의 평균 두께(Gs)가 얇아지도록 형성되어 있다.

버트레스 영역(Rs)에서의 이너 라이너의 평균 두께(Gs)를 얇게 함으로써, 타이어 주행시에서의, 이 영역에서의 반복 굴곡 변형에 따른 전단 변형이 생기더라도, 그 응력을 완화시킬 수 있어, 크랙의 발생을 방지할 수 있다.

굴곡 변형에 의한 응력을 효과적으로 완화시키기 위해서는, 상기 이너 라이너의 버트레스 영역(Rs)의 평균 두께(Gs)와, 비드 영역(Rb)의 평균 두께(Gb)의 비(Gs/Gb)는, 0.30∼0.75의 범위로 조정된다. 또한 내공기투과성을 유지하고, 버트레스 영역의 응력을 완화시키는 효과를 겸비하기 위해서는, 상기 이너 라이너의 버트레스 영역(Rs)의 평균 두께(Gs)는, 0.05∼0.45 mm인 것이 바람직하다.

<엘라스토머 조성물>

본 발명에 있어서 이너 라이너는 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체(이하, 「SIBS」라고도 함)와 β-피넨을 포함하는 이소부틸렌계 변성 공중합체를 혼합한 엘라스토머 성분을 포함하는 엘라스토머 조성물로 이루어진다.

엘라스토머 조성물에 있어서, 엘라스토머 성분은 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체의 7 질량% 이상 93 질량% 이하와, β-피넨 성분을 포함하는 이소부틸렌계 변성 공중합체의 7 질량% 이상 93 질량% 이하가 혼합되어 있다. 그리고 β-피넨을 포함하는 이소부틸렌계 변성 공중합체는, 바람직하게는 엘라스토머 성분 전체의 10∼90 질량%의 범위이다. 이소부틸렌계 변성 공중합체가 7 질량% 미만인 경우에는, 인접하는 카커스 플라이와의 가황 접착력이 저하될 가능성이 있고, 한편, 93 질량%를 초과하면 내공기투과성 및 내크랙성이 뒤떨어지게 된다.

<SIBS>

SIBS의 이소부틸렌 블록 유래에 의해 SIBS를 포함하는 필름은 우수한 내공기투과성을 갖기 때문에, 이것을 이너 라이너에 이용함으로써, 내공기투과성이 우수한 공기 타이어를 얻을 수 있다. 또한 SIBS는 방향족 이외의 분자 구조가 완전 포화이기 때문에 열화 경화가 억제되고, 타이어에 적용한 경우에는 우수한 내구성을 갖는다. 또한, SIBS는 내공기투과성이 높기 때문에, 할로겐화부틸 고무 등의, 종래 내공기투과성을 부여하기 위해 사용되어 온 고비중의 할로겐화 고무를 사용할 필요가 없다. 따라서 타이어의 경량화가 가능하고 저연비성이 얻어진다.

SIBS의 분자량은, 유동성, 성형화 공정, 고무 탄성 등의 관점에서, GPC 측정에 의한 중량 평균 분자량이 50,000∼400,000인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 50,000 미만이면 인장 강도, 인장 신장이 저하될 우려가 있고, 400,000을 초과하면 압출 가공성이 나빠질 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다. SIBS는 내공기투과성과 내구성을 보다 양호하게 하는 관점에서, SIBS 중의 스티렌 성분의 함유량은 10∼30 질량%, 바람직하게는 14∼23 질량%인 것이 바람직하다.

상기 SIBS는, 그 공중합체에 있어서, 각 블록의 중합도는, 고무 탄성과 취급(중합도가 10,000 미만에서는 액상이 됨)의 점에서 이소부틸렌에서는 10,000∼150,000 정도, 또한 스티렌에서는 5,000∼30,000 정도인 것이 바람직하다. SIBS는, 일반적인 비닐계 화합물의 리빙 양이온 중합법에 의해 얻을 수 있다.

<이소부틸렌계 변성 공중합체>

본 발명에 있어서, 이소부틸렌계 변성 공중합체란, 이소부틸렌을 주체로 하는 중합체 블록 (A)와 방향족 비닐계 화합물을 주체로 하는 중합체 블록 (B)로 이루어지는 이소부틸렌계 변성 공중합체로서, 적어도 하나의 블록이 β-피넨을 포함하는 랜덤 공중합체이다.

이소부틸렌을 주성분으로 하는 중합체 블록 (A)는, 소프트 세그먼트가 이소부틸렌에서 유래되는 유닛이 80 질량% 이상으로 구성되는 중합체 블록이다. 이러한 중합체 블록은, 단량체 성분으로서, 지방족 올레핀류, 디엔류, 비닐에테르류, 실란류, 비닐카르바졸, 아세나프틸렌 등을 이용하여 제조할 수 있다.

한편, 방향족 비닐계 화합물을 주체로 하는 중합체 블록 (B)는, 하드 세그먼트가 방향족 비닐계 화합물에서 유래되는 유닛이 80 질량% 이상으로 구성되는 중합체 블록이다.

방향족 비닐계 화합물로는, 스티렌, 메틸스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, 2,6-디메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, α-메틸-o-메틸스티렌, α-메틸-m-메틸스티렌, α-메틸-p-메틸스티렌, β-메틸-o-메틸스티렌, β-메틸-m-메틸스티렌, β-메틸-p-메틸스티렌, 2,4,6-트리메틸스티렌, α-메틸-2,6-디메틸스티렌, α-메틸-2,4-디메틸스티렌, β-메틸-2,6-디메틸스티렌, β-메틸-2,4-디메틸스티렌, 클로로스티렌, 2,6-디클로로스티렌, 2,4-디클로로스티렌, α-클로로-o-클로로스티렌, α-클로로-m-클로로스티렌, α-클로로-p-클로로스티렌, β-클로로-o-클로로스티렌, β-클로로-m-클로로스티렌, β-클로로-p-클로로스티렌, 2,4,6-트리클로로스티렌, α-클로로-2,6-디클로로스티렌, α-클로로-2,4-디클로로스티렌, β-클로로-2,6-디클로로스티렌, β-클로로-2,4-디클로로스티렌, t-부틸스티렌, 메톡시스티렌, 클로로메틸스티렌, 브로모메틸스티렌 등이 예시된다. 특히 비용의 관점에서, 스티렌, α-메틸스티렌이 바람직하다.

본 발명의 이소부틸렌계 변성 공중합체는 중합체 블록 (A), (B) 중 적어도 하나의 블록이 β-피넨과의 랜덤 공중합체이다. 저온 특성의 관점에서는 방향족 비닐계 화합물을 주체로 하는 중합체 블록 (B)에 공중합되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 접착성의 관점에서는 이소부틸렌을 주체로 하는 중합체 블록 (A)에 공중합되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, β-피넨의 함유량은 이소부틸렌계 변성 공중합체의 0.5∼25 질량%가 바람직하고, 2∼25 질량%가 더욱 바람직하다. β-피넨의 함유량이 0.5 질량% 미만인 경우에는 접착성이 충분하지 않고, 25 질량%를 초과하면 무르게 되어, 고무 탄성이 저하되는 경향이 있다.

본 발명의 이소부틸렌계 변성 공중합체의 구조에는 특별히 제한은 없고, 직쇄형, 분기형, 스타형의 분자쇄 구조를 갖는 블록 공중합체, 트리블록 공중합체, 멀티블록 공중합체 등의 어느 것이나 선택 가능하다. 물성 밸런스 및 성형 가공성의 점에서, 중합체 블록 (A), (B)가 디블록 공중합체((A)-(B)), 트리블록 공중합체((B)-(A)-(B))의 구조를 채용할 수 있다. 이들은 원하는 물성·성형 가공성을 얻기 위해, 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

또한 이소부틸렌계 변성 공중합체의 분자량은, 유동성, 성형 가공성, 고무 탄성 등의 면에서, GPC 측정에 의한 중량 평균 분자량으로 30,000∼300,000인 것이 바람직하고, 30,000∼150,000인 것이 특히 바람직하다. 중량 평균 분자량이 30,000보다 낮은 경우에는 기계적인 물성이 충분히 발현되지 않는 경향이 있고, 한편 300,000을 초과하는 경우에는 유동성, 가공성이 악화되는 경향이 있다. 또한 가공 안정성의 관점에서 이소부틸렌계 변성 공중합체의 분자량 분포의 값(중량 평균 분자량/수 평균 분자량)이 1.3 이하인 것이 바람직하다.

<이소부틸렌계 변성 공중합체의 제조방법>

이소부틸렌계 변성 공중합체의 제조방법은, 예컨대, 일본 특허 공개 제2010-195969호 공보에 개시되어 있다. 예컨대, 다음 일반식 (1)로 표시되는 중합 개시제의 존재하에, 상기 단량체 성분을 중합시켜 제조할 수 있다.

(CR¹R²X)nR³ (1)

(식 중 X는 할로겐원자, 탄소수 1∼6의 알콕시기 또는 아실옥시기로부터 선택되는 치환기, R¹, R²는 각각 수소원자 또는 탄소수 1∼6의 1가 탄화수소기로 R¹, R²는 동일해도 좋고 상이해도 좋고, R³은 1가 혹은 다가 방향족 탄화수소기 또는 1가 혹은 다가 지방족 탄화수소기이고, n은 1∼6의 자연수를 나타낸다.)

상기 일반식 (1)로 표시되는 화합물은 개시제가 되는 것으로 루이스산 등의 존재하에 탄소 양이온을 생성하고, 양이온 중합의 개시점이 된다. 상기 일반식 (1)의 화합물의 예로서, 비스(1-클로르-1-메틸에틸)벤젠[C₆H₄(C(CH₃)₂Cl)₂], 트리스(1-클로르-1-메틸에틸)벤젠[(ClC(CH₃)₂)₃C₆H₃]이 있다.

이소부틸렌계 변성 공중합체를 제조할 때에는, 또한 루이스산 촉매를 공존시킬 수도 있다. 루이스산으로는, 양이온 중합에 사용할 수 있는 것으로, 예컨대 TiCl₄, TiBr₄, BCl₃, BF₃, BF₃·OEt₂, ZnBr₂, AlCl₃ 등의 금속 할로겐화물 ; Et₂AlCl, EtAlCl₂ 등의 유기 금속 할로겐화물을 사용할 수 있다. 상기 루이스산은, 일반식 (1)로 표시되는 화합물에 대하여 0.1∼100몰 당량 사용할 수 있다.

또한, 이소부틸렌계 변성 공중합체의 제조시에는, 전자 공여체 성분을 공존시킬 수도 있다. 이 전자 공여체 성분은, 예컨대, 피리딘류, 아민류, 아미드류 또는 설폭시드류가 있다.

이소부틸렌계 변성 공중합체의 중합은 유기 용매 중에서 행할 수 있고, 여기서 유기 용매는 양이온 중합을 저해하지 않는 것을 사용할 수 있다. 예컨대 염화메틸, 디클로로메탄, 클로로포름, 염화에틸, 디클로로에탄 등의 할로겐화탄화수소, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠 등의 알킬벤젠류, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 직쇄형 지방족 탄화수소류, 2-메틸프로판, 2-메틸부탄 등의 분기형 지방족 탄화수소류, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산 등의 고리형 지방족 탄화수소류 등을 사용할 수 있다.

상기 유기 용매의 양은, 생성하는 공중합체 용액의 점도 조정 및 방열성의 관점에서, 공중합체의 농도가 5∼40 질량%가 되도록 조정된다. 또 공중합 반응은, -20℃∼-70℃의 범위가 바람직하다.

<제3 엘라스토머 성분>

본 발명에 있어서 이너 라이너의 엘라스토머 조성물은, 엘라스토머 성분의 30 질량% 이하의 범위에서, 그 밖의 열가소성 엘라스토머, 특히 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 혼합할 수 있다. 여기서 스티렌계 열가소성 엘라스토머는, 하드 세그먼트로서 스티렌 블록을 포함하는 공중합체를 말한다. 예컨대, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체(이하, 「SIS」라고도 함), 스티렌-이소부틸렌 블록 공중합체(이하, 「SIB」라고도 함), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(이하, 「SBS」라고도 함), 스티렌-에틸렌·부텐-스티렌 블록 공중합체(이하, 「SEBS」라고도 함), 스티렌-에틸렌·프로필렌-스티렌 블록 공중합체(이하, 「SEPS」라고도 함), 스티렌-에틸렌·에틸렌·프로필렌-스티렌 블록 공중합체(이하, 「SEEPS」라고도 함), 스티렌-부타디엔·부틸렌-스티렌 블록 공중합체(이하, 「SBBS」라고도 함)가 있다.

또한, 스티렌계 열가소성 엘라스토머는, 그 분자 구조에 있어서, 에폭시기를 가져도 좋고, 예컨대, 다이셀 화학 공업(주)사 제조, 에포프렌드 A1020(중량 평균 분자량이 10만, 에폭시 당량이 500)의 에폭시 변성 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체(에폭시화 SBS)를 사용할 수 있다.

또 본 발명에 있어서 이너 라이너의 두께는 상술한 바와 같이 비드 영역과 버트레스 영역에서 상이한데, 0.05∼2.0 mm의 범위에서 조정되는 것이 바람직하다. 두께가 0.05 mm 미만이면, 생타이어의 가황시에, 이너 라이너가 프레스 압력에 의해 파괴되어 가황 타이어에 에어 리크 현상이 생길 우려가 있다. 한편, 이너 라이너의 두께가 2.0 mm를 초과하면 타이어 중량이 증가하여 저연비 성능에 불리해진다. 이너 라이너는, 열가소성 엘라스토머를 필름화하는 압출 성형, 캘린더 성형 등의 일반적인 방법을 사용할 수 있다.

[실시형태 2]

<공기 타이어>

본 실시형태에 있어서, 공기 타이어의 구조는, 실시형태 1과 동일하게 할 수 있다.

<폴리머 시트>

(SIBS 변성 공중합체)

본 발명에 있어서, 이너 라이너에 이용되는 폴리머 시트는, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체(이하, 「SIBS」라고도 함)의 스티렌 블록 부분이 불포화 결합을 갖는 산염화물 혹은 산무수물로 변성된 SIBS 변성 공중합체를 포함하는 열가소성 엘라스토머 조성물이다.

상기 폴리머 시트는, SIBS 변성 공중합체를 엘라스토머 성분의 10 질량%∼100 질량% 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 SIBS 변성 공중합체는, 그 스티렌 블록 부분이 불포화 결합을 갖는 산염화물 혹은 산무수물로 변성된 것으로, 분자쇄 중에 다음 식 (1)의 화학 구조를 포함하고 있다.

식 (1)에 있어서, R₁은 관능기를 갖는 1가의 유기기이다.

본 발명에서 변성에 이용되는 불포화 결합을 갖는 산염화물이란, 메타크릴산 클로라이드, 메타크릴산브로마이드, 메타크릴산요오다이드, 아크릴산클로라이드, 아크릴산브로마이드, 아크릴산요오다이드, 크로톤산클로라이드 및 크로톤산브로마이드가 예시된다. 특히 메타크릴산 클로라이드, 아크릴산클로라이드가 적합하다.

또한 산무수물이란, 무수초산, 무수말레산, 무수프탈산 등이 예시되지만, 특히 무수초산이 적합하다. 이것의 화합물은, 2종류 이상을 병용하는 것도 가능하다. 이러한 변성에 의해 불포화기가 SIBS에 도입되기 때문에, 가교제를 이용한 가교를 가능하게 할 수 있다.

상술한 바와 같이, SIBS 변성 공중합체의 배합량은, 엘라스토머 성분의 10∼100 질량%, 바람직하게는 30∼100 질량%의 범위이다. SIBS 변성 공중합체의 배합량이, 엘라스토머 성분의 10 질량% 미만인 경우에는, 이너 라이너와 카커스 플라이 고무의 가황 접착이 충분하지 않은 경우가 있다.

SIBS 변성 공중합체에서의, 불포화 결합을 갖는 산염화물 및 산무수물의 함량은, 1 중량% 이상, 바람직하게는 5 중량% 이상이고, 30 중량% 이하이다. SIBS 변성 공중합체의 가교에는, 종래의 방법을 이용할 수 있고, 예컨대, 가열에 의한 열가교, 가교제에 의한 가교를 행할 수 있다. 여기서 가교제로는, 유기 퍼옥사이드, 예컨대, 디쿠밀퍼옥사이드, 디-tert-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디-(tert-부틸퍼옥시)헥산 등을 사용할 수 있다. 유기 퍼옥사이드의 배합량은, 열가소성 엘라스토머 성분 100 질량부에 대하여 0.1∼3.0 질량부의 범위가 바람직하다.

본 발명에 있어서 폴리머 시트의 엘라스토머 조성물은, 다관능성 비닐 모노머, 예컨대 디비닐벤젠, 트리알릴시아누레이트, 또는 다관능성 메타크릴레이트 모노머, 예컨대 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 알릴메타크릴레이트를 가교제로서 병용할 수 있다. 이 경우, 가교 후에서의 조성물의 굴곡 균열 특성의 향상을 기대할 수 있다.

SIBS 변성 공중합체는, 이소부틸렌 블록 유래에 의해, SIBS 변성 공중합체로 이루어지는 필름은 우수한 내공기투과성을 갖는다. 또한 SIBS 변성 공중합체는, 불포화기가 ISBS에 도입되어 있기 때문에, 열가교 및 가교제에 의한 가교가 가능해지고, 인장 강도, 파단 신률 및 영구 왜곡 등의 기본 특성과 함께, 굴곡 균열 특성 및 내공기투과성이 개선되어 이너 라이너로서의 특성이 개선된다.

SIBS 변성 공중합체를 포함하는 엘라스토머 조성물로 이루어지는 폴리머 필름을 이너 라이너에 적용하여 공기 타이어를 제조한 경우에는, 내공기투과성을 확보할 수 있다. 따라서 할로겐화부틸 고무 등의, 종래 내공기투과성을 부여하기 위해 사용되어 온 고비중의 할로겐화 고무를 사용할 필요가 없고, 사용하는 경우에도 사용량의 저감이 가능하다. 이에 따라 타이어의 경량화가 가능하고, 연비 향상 효과가 얻어진다.

SIBS 변성 공중합체의 분자량은 특별히 제한은 없지만, 유동성, 성형화 공정, 고무 탄성 등의 관점에서, GPC 측정에 의한 중량 평균 분자량이 50,000∼400,000인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 50,000 미만이면 인장 강도, 인장 신장이 저하될 우려가 있고, 400,000을 초과하면 압출 가공성이 나빠질 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다. SIBS 변성 공중합체는 내공기투과성과 내구성을 보다 양호하게 하는 관점에서, SIBS 중의 스티렌 성분의 함유량은 10∼30 질량%, 바람직하게는 14∼23 질량%인 것이 바람직하다.

(SIBS 변성 공중합체의 제조)

SIBS는, 일반적인 비닐계 화합물의 리빙 양이온 중합법에 의해 얻을 수 있다. 예컨대, 일본 특허 공개 소62-48704호 공보 및 일본 특허 공개 소64-62308호 공보에는, 이소부틸렌과 다른 비닐 화합물의 리빙 양이온 중합이 가능하고, 비닐 화합물에 이소부틸렌과 다른 화합물을 이용함으로써 폴리이소부틸렌계의 블록 공중합체를 제조할 수 있는 것이 개시되어 있다.

SIBS 변성 공중합체의 제조는 예컨대 다음의 방법을 채용할 수 있다. 세퍼러블 플라스크에 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체를 넣은 후, 중합 용기 안을 질소 치환한다. 그 후 몰레큘러 시브로 건조시킨, 유기 용제(예컨대, n-헥산 및 부틸클로라이드)를 첨가하고, 또한 메타크릴산 클로라이드를 첨가한다. 마지막으로, 용액을 교반하면서 삼염화알루미늄을 첨가하여 반응시킨다. 반응 개시로부터 일정 시간 후에 반응 용액에 소정량의 물을 첨가하여 교반하고 반응을 종료시킨다. 반응 용액을 다량의 물로 수회 이상 수세하고, 또한 대량의 메탄올과 아세톤 혼합 용매에 천천히 적하하여 중합체를 침전시키고, 얻어진 중합체를 진공 건조시킴으로써 얻어진다. 또 SIBS 변성 공중합체의 제법은, 예컨대 일본 특허 제4551005호 공보에 개시되어 있다.

(SIBS 변성 공중합체를 포함하는 엘라스토머 조성물)

상기 폴리머 조성물은 SIBS 변성 공중합체를 포함하는 엘라스토머 조성물이다. 즉, 엘라스토머 성분 중에 SIBS 변성 공중합체를 10 질량% 이상, 또한 35 질량% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 엘라스토머 성분은, 스티렌계 열가소성 엘라스토머, 우레탄계 열가소성 엘라스토머 등을 적합하게 사용할 수 있지만, 특히 SIBS, SIS 또는 SIB가 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 엘라스토머 조성물에는 고무 성분을 배합할 수 있다. 고무 성분의 배합에 의해, 인접하는 카커스 플라이와의 미가황 상태에서의 점착성을 부여하고, 가황에 의해 카커스 플라이나 인슐레이션과의 가황 접착성을 높일 수 있다. 고무 성분은 천연 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무 및 부틸 고무로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 고무 성분의 배합량은, 폴리머 성분 중, 5∼75 질량%의 범위가 바람직하다.

(점착 부여제)

본 발명에 있어서 이너 라이너의 엘라스토머 조성물에는, 엘라스토머 성분 100 질량에 대하여, 점착 부여제를 0.1∼100 질량부의 범위에서 배합할 수 있다. 여기서 점착 부여제란, 엘라스토머 조성물의 점착성을 증진시키기 위한 배합제를 말하며, 예컨대 다음의 점착 부여제가 예시된다.

전형적으로는, C9 석유 수지, C5 석유 수지가 있다. 여기서 C9 석유 수지는, 나프타를 열분해하여, 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔 등의 유용한 화합물을 얻고 있지만, 이들을 제거한 나머지 C5∼C9 유분(留分)(주로 C9 유분)을 혼합 상태 그대로 중합하여 얻어진 방향족 석유 수지이다. 예컨대, 상품명으로서, 아르콘 P70, P90, P100, P125, P140, M90, M100, M115, M135(모두 아라카와 화학 공업(주)사 제조, 연화점 70∼145℃), 또한 아이마브 S100, S110, P100, P125, P140(모두 이데미츠 석유 화학(주) 제조, 방향족 공중합계 수소 첨가 석유 수지, 연화점 100∼140℃, 중량 평균 분자량 700∼900, 브롬가 2.0∼6.0 g/100 g), 또한, 페트콜 XL(도소(주) 제조)이 있다.

또한 C5 석유 수지란, 나프타를 열분해하여, 에틸렌, 프로필렌이나 부타디엔 등의 유용한 화합물을 얻고 있지만, 이들을 제거한 나머지 C4∼C5 유분(주로 C5 유분)을 혼합 상태 그대로 중합하여 얻어진 지방족 석유 수지이다. 상품명으로서, 하이레츠 G100(미츠이 석유 화학(주) 제조, 연화점이 100℃), 또한 마르카레츠 T100AS(마루젠 석유(주) 제조, 연화점 100℃), 또한 에스코레츠 1102(토넥스(주) 제조, 연화점이 110℃)가 있다.

테르펜 수지는, 예컨대, 상품명으로서, YS 레진 PX800N, PX1000, PX1150, PX1250, PXN1150N, 클리아론 P85, P105, P115, P125, P135, P150, M105, M115, K100(모두 야스하라 케미컬(주) 제조, 연화점은 75∼160℃)이 있다.

방향족 변성 테르펜 수지는, 예컨대, 상품명으로서, YS 레진 TO85, TO105, TO115, TO125(모두 야스하라 케미컬(주) 제조, 연화점 75∼165℃)가 있다.

테르펜페놀 수지는, 예컨대 상품명으로서, 타마놀 803L, 901(아라카와 화학 공업(주) 제조, 연화점 120℃∼160℃), 또한 YS 폴리스타 U115, U130, T80, T100, T115, T145, T160(모두 야스하라 케미컬(주) 제조, 연화점 75∼165℃)이 있다.

쿠마론 수지는, 예컨대, 연화점 90℃의 쿠마론 수지(고베 유화학 공업(주) 제조)가 있다. 쿠마론인덴 오일은, 예컨대 상품명으로서, 15E(고베 유화학 공업(주) 제조, 유동점 15℃)가 있다.

로진에스테르는, 예컨대 상품명으로서, 에스테르검 AAL, A, AAV, 105, AT, H, HP, HD(모두 아라카와 화학 공업(주) 제조, 연화점 68℃∼110℃), 또한 하리에스타 TF, S, C, DS70L, DS90, DS130(모두 하리마 화성(주) 제조, 연화점 68℃∼138℃)이 있다. 수소 첨가 로진에스테르는, 예컨대 상품명으로서, 수퍼에스테르 A75, A100, A115, A125(모두 아라카와 화학 공업(주) 제조, 연화점 70℃∼130℃)가 있다.

알킬페놀 수지는, 예컨대 상품명으로서, 타마놀 510(아라카와 화학 공업(주) 제조, 연화점 75℃∼95℃)이 있다. DCPD는, 상품명으로서, 에스코레츠 5300(토넥스(주) 제조, 연화점 105℃)이 있다.

점착 부여제는, C9 석유 수지의 완전 수소 첨가계 석유 수지가 SIB와 상용성이 좋고, 또한 가스 배리어성도 저하되지 않고, 접착성을 높일 수 있다. 또한 점도를 낮추는 효과도 있어, 필름 압출 성형에도 유리하게 사용할 수 있다.

상기 점착 부여제는, 엘라스토머 성분 100 질량부에 대하여, 0.1∼100 질량부, 바람직하게는 1∼50 질량부의 범위에서 배합된다. 점착 부여제가 0.1 질량부 미만인 경우에는, 카커스 플라이와의 가황 접착력이 충분하지 않고, 한편, 100 질량부를 초과하면 점착성이 지나치게 높아져, 가공성, 생산성을 저하시키고, 또한 가스 배리어성이 저하되게 된다.

본 발명에 있어서 이너 라이너에 이용되는 폴리머 시트에, 또한, 제2 층을 적층한 복합층으로 할 수도 있다. 폴리머 시트는, 압출 성형, 캘린더 성형 등의 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머를 필름화하는 종래의 기술을 채용할 수 있다. 또, 이너 라이너의 두께는, 0.05 mm∼0.6 mm의 범위에서 조정되는 것이 바람직하다.

<공기 타이어의 제조방법>

본 발명의 공기 타이어는, 일반적인 제조방법을 이용할 수 있다. 상기 폴리머 시트를 공기 타이어의 생타이어의 이너 라이너에 적용하여 다른 부재와 함께 가황 성형함으로써 제조할 수 있다. 폴리머 시트를 생타이어에 배치할 때에는, 폴리머 시트가, 카커스 플라이에 접하도록 타이어 반경 방향 외측을 향해 배치한다. 이와 같이 배치하면, 타이어 가황 공정에서, 폴리머 시트와 카커스 플라이의 접착 강도를 높일 수 있다. 얻어진 공기 타이어는, 이너 라이너와 카커스 플라이의 고무층이 양호하게 접착하고 있기 때문에, 우수한 내공기투과성 및 내구성을 가질 수 있다. 또, SIBS 변성 공중합체를 포함하는 폴리머 시트는, 가황 공정에서 연화·유동 상태에 있기 때문에, 가황 후에 형상 변화나 인접 부재와 점착되는 문제가 생기는 경우가 있다. 따라서, 가황 후에 10∼300초간, 블래더 안을 냉각시키고, 50∼120℃에서 급랭시키는 것이 바람직하다.

또, 이너 라이너의 두께를 비드 영역(Rb)과 버트레스 영역(Rs)에서 조정하기 위해서는, 예컨대, 폴리머 시트의 압출구에 프로파일을 부여하여, 버트레스 영역의 두께(Gs)를 얇게 한 일체물의 시트를 제조하고, 이것을 이너 라이너로서 타이어 내면에 배치한다.

본 발명의 공기 타이어에 이용되는 카커스 플라이의 고무층의 배합은, 종래 범용되고 있는 고무 성분, 예컨대, 천연 고무, 폴리이소프렌, 스티렌-부타디엔 고무, 폴리부타디엔 고무 등에, 카본 블랙, 실리카 등의 충전제를 배합한 것을 이용할 수 있다.

[실시형태 3]

<공기 타이어>

굴곡 변형에 의한 응력을 효과적으로 완화시키기 위해서는, 상기 이너 라이너의 버트레스 영역(Rs)의 평균 두께(Gs)와, 비드 영역(Rb)의 평균 두께(Gb)의 비(Gs/Gb)는, 1 미만, 바람직하게는 0.5∼0.7이다. 또한 공기압 유지 성능을 유지하고, 버트레스 영역의 응력을 완화시키는 효과를 겸비하기 위해서는, 상기 이너 라이너의 버트레스 영역(Rs)의 평균 두께(Gs)는, 0.05∼0.40 mm인 것이 바람직하다.

<이너 라이너>

본 발명은 타이어 내측에 이너 라이너를 구비한 공기 타이어로서, 상기 이너 라이너는, 적어도 2층의 폴리머 적층체로 형성된다. 제1 층은, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체(SIBS)를 주성분으로 하는 엘라스토머 조성물이고, 제2 층은 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체(SIS) 및 스티렌-이소부틸렌 디블록 공중합체(SIB)의 적어도 어느 하나를 주성분으로 하는 엘라스토머 조성물이다.

제1 층 및 제2 층의 엘라스토머 성분으로서, SIBS의 스티렌 블록 부분이 불포화 결합을 갖는 산염화물 혹은 산무수물로 변성된 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체(이하, 「SIBS 변성 공중합체」라고도 함)를 포함할 수 있다. 제1 층 및 제2 층의 엘라스토머 조성물에는, 자외선 흡수제 및 산화 방지제를 포함하고 있다.

<제1 층의 엘라스토머 성분>

본 발명에 있어서 상기 제1 층은, 엘라스토머 성분으로서, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체(이하, 「SIBS」라고도 함)를 포함한다. SIBS는, 분자쇄 중에 이소부틸렌 블록을 포함하고 있기 때문에, 그 폴리머 필름은 우수한 내공기투과성을 갖는다. 따라서, SIBS를 이너 라이너에 이용한 경우에는 내공기투과성이 우수한 공기 타이어를 얻을 수 있다. 또한, SIBS는, 그 분자 구조에 있어서, 방향족 단위 이외에는 포화되어 있기 때문에, 산화 열화가 억제된다.

SIBS의 분자량은, 유동성, 성형화 공정 및 고무 탄성 등의 관점에서, GPC 측정에 의한 중량 평균 분자량이 50,000∼400,000인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 50,000 미만이면 인장 강도, 인장 신장이 저하될 우려가 있고, 400,000을 초과하면 압출 가공성이 나빠질 우려가 있다. SIBS는 내공기투과성과 내구성을 보다 양호하게 하는 관점에서, SIBS 중의 스티렌 성분의 함유량은 10∼30 질량%가 바람직하다.

SIBS는, 분자쇄 중에서의 각 블록의 중합도는, 이소부틸렌 단위가 10,000∼150,000 정도, 또한 스티렌 단위가 5,000∼30,000 정도인 것이 바람직하다. SIBS의 제조는, 일반적인 비닐계 화합물의 리빙 양이온 중합법에 의해 얻을 수 있다. 예컨대 일본 특허 공개 소62-48704호 공보 및 일본 특허 공개 소64-62308호 공보에는, 이소부틸렌과 다른 비닐 화합물의 리빙 양이온 중합이 개시되어 있다.

<제2 층의 엘라스토머 성분>

상기 제2 층은, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체(이하, 「SIS」라고도 함) 및 스티렌-이소부틸렌 블록 공중합체(이하, 「SIB」라고도 함)의 적어도 어느 하나를 포함하는 엘라스토머 조성물이다.

스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체(SIS)의 이소프렌 블록은 소프트 세그먼트이기 때문에, SIS로 이루어지는 폴리머 필름은 고무 성분과 가황 접착하기 쉽다. 따라서, SIS로 이루어지는 폴리머 필름을 이너 라이너에 이용한 경우, 상기 이너 라이너는, 예컨대 카커스 플라이의 고무층과의 접착성이 우수하기 때문에, 내구성이 우수한 공기 타이어를 얻을 수 있다.

상기 SIS의 분자량은 특별히 제한은 없지만, 고무 탄성 및 성형성의 관점에서, GPC 측정에 의한 중량 평균 분자량이 100,000∼290,000인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 100,000 미만이면 인장 강도가 저하될 우려가 있고, 290,000을 초과하면 압출 가공성이 나빠지기 때문에 바람직하지 않다. SIS 중의 스티렌 성분의 함유량은, 점착성, 접착성 및 고무 탄성의 관점에서 10∼30 질량%가 바람직하다.

본 발명에 있어서, SIS에서의 각 블록의 중합도는, 고무 탄성과 취급의 관점에서 이소프렌에서는 500∼5,000 정도, 또한 스티렌에서는 50∼1,500 정도인 것이 바람직하다.

상기 SIS는, 일반적인 비닐계 화합물의 중합법에 의해 얻을 수 있고, 예컨대, 리빙 양이온 중합법에 의해 얻을 수 있다. SIS 층은, SIS를 압출 성형, 캘린더 성형과 같은 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머를 필름화하는 통상의 방법에 의해 필름화하여 얻을 수 있다.

스티렌-이소부틸렌 블록 공중합체(SIB)의 이소부틸렌 블록은 소프트 세그먼트이기 때문에, SIB로 이루어지는 폴리머 필름은 고무 성분과 가황 접착하기 쉽다. 따라서, SIB로 이루어지는 폴리머 필름을 이너 라이너에 이용한 경우, 상기 이너 라이너는, 예컨대 카커스나 인슐레이션을 형성하는 인접 고무와의 접착성이 우수하기 때문에, 내구성이 우수한 공기 타이어를 얻을 수 있다.

SIB로는, 직쇄형의 것을 이용하는 것이 고무 탄성 및 접착성의 관점에서 바람직하다. SIB의 분자량은 특별히 제한은 없지만, 고무 탄성 및 성형성의 관점에서, GPC 측정에 의한 중량 평균 분자량이 40,000∼120,000인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 40,000 미만이면 인장 강도가 저하될 우려가 있고, 120,000을 초과하면 압출 가공성이 나빠질 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다. SIB 중의 스티렌 성분의 함유량은, 점착성, 접착성 및 고무 탄성의 관점에서 10∼35 질량%인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서 SIB에서의 각 블록의 중합도는, 고무 탄성과 취급의 관점에서 이소부틸렌에서는 300∼3,000 정도, 또한 스티렌에서는 10∼1,500 정도인 것이 바람직하다.

상기 SIB는, 일반적인 비닐계 화합물의 리빙 중합법에 의해 얻을 수 있고, 예컨대, 교반기에 메틸시클로헥산, n-부틸클로라이드, 쿠밀클로라이드를 첨가하고, -70℃로 냉각시킨 후, 2시간 반응시키고, 그 후에 대량의 메탄올을 첨가하여 반응을 정지시키고, 60℃에서 진공 건조시켜 SIB를 얻을 수 있다.

(SIBS와의 혼합)

제2 층을 SIS와 SIBS의 혼합물, 또는 SIB와 SIBS의 혼합물로 구성할 수 있다. 이 경우에는 SIBS의 혼합량은, 열가소성 엘라스토머 성분의 10∼80 질량%의 범위에서 조정된다. SIBS가 10 질량%보다 적으면 제1 층과의 접착성이 저하되고, SIBS가 80 질량%를 초과하면 카커스 플라이와의 접착성이 저하되는 경향이 있다.

<제1 층 및 제2 층의 엘라스토머 성분>

(SIBS 변성 공중합체)

상기 제1 층의 엘라스토머 조성물은, SIBS 변성 공중합체를 엘라스토머 성분의 10 질량%∼100 질량% 포함할 수 있다. 제2 층의 엘라스토머 조성물은, SIBS 변성 공중합체가, 엘라스토머 성분의 5∼80 질량%, 바람직하게는 10∼80 질량%의 범위이다. SIBS 변성 공중합체가 5 질량% 미만인 경우에는, 제1 층 및 제2 층 사이, 또는 제2 층과 카커스 플라이의 가황 접착력이 저하될 가능성이 있고, 80 질량%를 초과하면 카커스 플라이와의 접착력이 저하될 가능성이 있다.

여기서 SIBS 변성 공중합체는, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체(SIBS)의 스티렌 블록 부분이 불포화 결합을 갖는 산염화물 혹은 산무수물로 변성된 것으로, 분자쇄 중에 다음 식 (1)의 화학 구조를 포함하고 있다.

식 (1)에 있어서, n은 정수, R₁은 관능기를 갖는 1가의 유기기이다.

본 발명에서 변성에 이용되는 불포화 결합을 갖는 산염화물이란, 메타크릴산 클로라이드, 메타크릴산브로마이드, 메타크릴산요오다이드, 아크릴산클로라이드, 아크릴산브로마이드, 아크릴산요오다이드, 크로톤산클로라이드 및 크로톤산브로마이드가 예시된다. 특히, 메타크릴산 클로라이드, 아크릴산클로라이드가 적합하다. 또한 산무수물이란, 무수초산, 무수말레산, 무수프탈산 등이 예시되지만, 특히 무수초산이 적합하다. 이러한 변성에 의해 SIBS에 불포화기가 도입되기 때문에 가교제로 분자쇄를 가교할 수 있다.

상술한 바와 같이, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체를, 불포화 결합을 갖는 산염화물 및 산무수물로 변성한 SIBS 변성 공중합체의 배합량은, 열가소성 엘라스토머 성분의 10∼100 질량%, 바람직하게는 30∼100 질량%의 범위이다. SIBS 변성 공중합체의 배합량이, 열가소성 엘라스토머 성분의 10 질량% 미만인 경우에는, 제2 층 및 카커스 플라이 고무와의 가황 접착이 충분하지 않은 경우가 있다.

SIBS 변성 공중합체에서의, 불포화 결합을 갖는 산염화물 및 산무수물의 함량은, 1 중량% 이상, 바람직하게는 5 중량% 이상이고, 30 중량% 이하이다.

또 SIBS 변성 공중합체는, 종래의 방법으로 열가교, 가교제에 의한 가교를 행할 수 있다.

상기 SIBS는, 그 공중합체에 있어서, 각 블록의 중합도는, 고무 탄성과 취급(중합도가 10,000 미만에서는 액상이 됨)의 점에서 이소부틸렌에서는 10,000∼150,000 정도, 또한 스티렌에서는 5,000∼30,000 정도인 것이 바람직하다.

SIBS 변성 공중합체의 제조방법은, 예컨대 다음의 방법을 채용할 수 있다. 세퍼러블 플라스크에 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체를 넣은 후, 중합 용기 안을 질소 치환한다. 그 후 몰레큘러 시브로 건조시킨, 유기 용제(예컨대, n-헥산 및 부틸클로라이드)를 첨가하고, 또한 메타크릴산 클로라이드를 첨가한다. 마지막으로, 용액을 교반하면서 삼염화알루미늄을 첨가하여 반응시킨다. 반응 개시로부터 일정 시간 후에 반응 용액에 소정량의 물을 첨가하여 교반하고 반응을 종료시킨다. 반응 용액을 다량의 물로 수회 이상 수세하고, 또한 대량의 메탄올과 아세톤 혼합 용매에 천천히 적하하여 중합체를 침전시키고, 얻어진 중합체를 진공 건조시킴으로써 얻어진다. 또 SIBS 변성 공중합체의 제법은, 예컨대 일본 특허 제4551005호 공보에 개시되어 있다.

(스티렌계 열가소성 엘라스토머)

제1 층 및 제2 층은 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 포함할 수 있다. 여기서 스티렌계 열가소성 엘라스토머는, 하드 세그먼트로서 스티렌 블록을 포함하는 공중합체를 말한다. 상기 SIBS, SIS, SIB 외에, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBS), 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체(SIBS), 스티렌-에틸렌·부텐-스티렌 블록 공중합체(SEBS), 스티렌-에틸렌·프로필렌-스티렌 블록 공중합체(SEPS), 스티렌-에틸렌·에틸렌·프로필렌-스티렌 블록 공중합체(SEEPS), 스티렌-부타디엔·부틸렌-스티렌 블록 공중합체(SBBS)가 있다.

(고무 성분)

제1 층의 열가소성 엘라스토머 조성물에는 고무 성분을 배합할 수 있다. 고무 성분의 배합에 의해, 인접하는 카커스 플라이와의 미가황 상태에서의 점착성을 부여하고, 가황에 의해 카커스 플라이나 인슐레이션과의 가황 접착성을 높일 수 있다.

고무 성분은 천연 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무 및 부틸 고무로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 고무 성분의 배합량은 엘라스토머 성분의 5∼75 질량%의 범위가 바람직하다.

<자외선 흡수제>

본 발명에 있어서, 엘라스토머 조성물은 자외선 흡수제가 배합되어 있다. 자외선 흡수제는, 파장 290 nm 이상의 자외선 영역의 광을 흡수하여 고분자 화합물의 분자쇄의 열화를 방지한다. 예컨대, 벤조페논계, 살리실레이트계 및 벤조트리아졸계의 자외선 흡수제는 고분자 화합물이 가장 열화를 받기 쉬운 파장 320 nm∼350 nm 부근의 자외선광을 흡수한다. 이 파장 영역의 광을 진동 에너지나 열 에너지로 변환함으로써 고분자 화합물로의 흡수를 방지하는 기능을 갖는다. 특히, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제가 폭넓은 자외선광을 흡수할 수 있다. 여기서, 자외선 흡수제를 예시하면 다음과 같다.

[벤조트리아졸계 자외선 흡수제]

TINUVIN P/FL(BASF사 제조, 분자량 225, 융점 128∼132℃, 최대 흡수 파장 341 nm)(2-(2-히드록시-벤조트리아졸-2-일)-p-크레졸), TINUVIN 234(BASF사 제조, 분자량 447.6, 융점 137∼141℃, 최대 흡수 파장 343 nm)(2-[2-히드록시-3,5-비스(α,α'디메틸벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸), TINUVIN 326/FL(BASF사 제조, 분자량 315.8, 융점 138∼141℃, 최대 흡수 파장 353 nm), 아데카스타브 LA-36((주)ADEKA 제조)(2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸), TINUVIN 237(BASF사 제조, 분자량 338.4, 융점 139∼144℃, 최대 흡수 파장 359 nm)(2,4-디-t-부틸-6-(5-클로로벤조트리아졸-2-일-)페놀), TINUVIN 328(BASF사 제조, 분자량 351.5, 융점 80∼88℃, 최대 흡수 파장 347 nm)(2-(3,5-디-t-아밀-2-히드록시페닐)벤조트리아졸), TINUVIN 329/FL(BASF사 제조, 분자량 323, 융점 103∼105℃, 최대 흡수 파장 343 nm)(2-(2-히드록시-벤조트리아졸-2-일)-4-tert-옥틸페놀).

[액상 자외선 흡수제]

TINUVIN 213(BASF사 제조, 융점 -40℃, 최대 흡수 파장 344 nm)(5-(2-히드록시-벤조트리아졸-2-일)-4-히드록시-3-tert-부틸벤젠프로판산메틸), TINUVIN 571(BASF사 제조, 분자량 393.6, 융점 -56℃, 최대 흡수 파장 343 nm)(2-(2-히드록시-벤조트리아졸-2-일)-4-메틸-6-도데실페놀).

[트리아진계 자외선 흡수제]

TINUVIN 1577FF(BASF사 제조, 분자량 425, 융점 148℃, 최대 흡수 파장 274 nm)(2-[4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일]-5-(헥실옥시)페놀).

[벤조페논계 자외선 흡수제]

CHIMASSORB 81/FL(BASF사 제조, 분자량 326.4, 융점 48∼49℃)(2-히드록시-4-(옥틸옥시)벤조페논).

[벤조에이트계 자외선 흡수제]

TINUVIN 120(BASF사 제조, 분자량 438.7, 융점 192∼197℃, 최대 흡수 파장 265 nm)(2,4-디-tert-부틸페닐-3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤조에이트).

[힌더드 아민계 안정제]

CHIMASSORB 2020 FDL(BASF사 제조, 분자량 2600∼3400, 융점 130∼136℃)(디부틸아민1,3,5-트리아진·N,N-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜-1,6-헥사메틸렌디아민·N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)부틸아민의 중축합물), CHIMASSORB 944 FDL(BASF사 제조, 분자량 2000∼3100, 융점 100∼135℃)(폴리[{6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노-1,3,5-트리아진-2,4-디일}{(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노}헥사메틸렌{2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노}]), TINUVIN 622 LD(BASF사 제조, 분자량 3100∼4000, 융점 55∼70℃)(부탄이산1-[2-(4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리디노)에틸]), TINUVIN 144(BASF사 제조, 분자량 685, 융점 146∼150℃)(2-부틸-2-[3,5-디(tert-부틸)-4-히드록시벤질]말론산비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜), TINUVIN 292(BASF사 제조, 분자량 509)(세바스산비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리디닐)), TINUVIN 770 DF(BASF사 제조, 분자량 481, 융점 81∼85℃)(세바스산비스(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일).

<산화 방지제>

본 발명에 있어서, 엘라스토머 조성물은 산화 방지제가 배합되어 있다. 산화 방지제는, 자외선 흡수제는 라디칼 보충제로서 기능하고, 주로 탄소 라디칼을 보충함으로써, 고분자의 분자쇄의 열화를 방지할 수 있다. 산화 방지제를 이하에 예시한다.

[힌더드 페놀계 산화 방지제]

IRGANOX1010(BASF 제조), 아데카스타브 AO-60((주)ADEKA 제조), 스미라이저 BP-101(스미토모 화학(주) 제조)(펜타에리트리틸·테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]), IRGANOX1035(BASF 제조)(2,2-티오-디에틸렌비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]), IRGANOX1076(BASF 제조)(옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트), IRGANOX1098(BASF 제조)(N,N'-헥사메틸렌비스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시-히드로신나마미드)), IRGANOX1135(BASF 제조)(이소옥틸-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]), IRGANOX1330(BASF 제조)(1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디- t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠), IRGANOX1726(BASF 제조)(4,6-비스(도데실티오메틸)-O-크레졸), IRGANOX1425(BASF 제조)(비스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질포스폰산에틸)칼슘(50%), 폴리에틸렌왁스(50%)), IRGANOX1520(BASF 제조)(2,4-비스[(옥틸티오)메틸]-O-크레졸), IRGANOX245(BASF 제조)(트리에틸렌글리콜-비스[3-(3-t-부틸-5-메틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]), IRGANOX259(BASF 제조)(1,6-헥산디올-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]), IRGANOX3114(BASF 제조)(트리스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-이소시아누레이트), IRGANOX5057(BASF 제조)(옥틸화디페닐아민), IRGANOX565(BASF 제조)(2,4-비스-(n-옥틸티오)-6-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸아닐리노)-1,3,5-트리아진), 사이아녹스 CY1790(선 케미컬(주) 제조)(1,3,5-트리스(4-t-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질)이소시아누르산), 아데카스타브 AO-40((주)ADEKA 제조), 스미라이저 BBM(스미토모 화학(주) 제조)(4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-t-부틸페놀)), 아데카스타브 AO-50((주)ADEKA 제조), 스미라이저 BP-76(스미토모 화학(주) 제조)(스테아릴-β-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트), 아데카스타브 AO-80((주)ADEKA 제조), 스미라이저 GA-80(스미토모 화학(주) 제조)(3,9-비스[1,1-디메틸-2-[β-(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시]에틸]2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]-운데칸).

[인계 산화 방지제]

인계 산화 방지제는, 과산화물 분해제로서 사용되고, 열가공 성형시의 산화 방지 기능이 우수하고, 이하의 것을 예시할 수 있다.

IRGAFOS12(BASF 제조, 분자량 1462.9)(6,6',6''-[니트릴로트리스(에틸렌옥시)]트리스(2,4,8,10-테트라-tert-부틸벤조[d,f][1,3,2]디옥사포스페핀)), IRGAFOS38(BASF 제조, 분자량 514)(아인산에틸비스(2,4-디-tert-부틸-6-메틸페닐)), IRGAFOS168(BASF 제조, 분자량 646), 아데카스타브 2112((주)ADEKA 제조), 스미라이저 P-16(스미토모 화학(주) 제조)(트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트), 아데카스타브 PEP-8((주)ADEKA 제조)(디스테아릴펜타에리트리톨디포스파이트), 아데카스타브 PEP-36((주)ADEKA 제조)(사이클릭 네오펜탄테트라일비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)포스파이트).

[히드록실아민계]

IRGASTAB FS 042(BASF 제조)(N,N-디옥타데실히드록실아민).

[힌더드 페놀/인 혼합계 산화 방지제]

IRGANOX B 225(BASF 제조)(IRGAFOS168 : IRGANOX1010=1 : 1), IRGANOX215(BASF 제조)(IRGAFOS168 : IRGANOX1010=2 : 1), IRGANOX220(BASF 제조)(IRGAFOS168 : IRGANOX1010=3 : 1), IRGANOX921(BASF 제조)(IRGAFOS168 : IRGANOX1076=2 : 1).

[산소 흡수제]

본 발명에 있어서 산화 방지제는 산소 흡수제를 포함하는 개념이다. 산소 흡수제는 공기 중의 산소 포착능이 있는 일반적인 산소 흡수제를 이용할 수 있고, 예컨대, 철분말의 산화 반응을 이용하여 공기 중의 산소를 흡수하는 철분말 산소 흡수제를 들 수 있고, 통상, 표면적이 0.5 m²/g 이상인 철분말 100 중량부에 대하여, 0.1∼50 중량부의 할로겐화 금속, 예컨대 염화나트륨, 브롬화나트륨, 염화칼슘, 염화마그네슘 등의 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 염소, 브롬, 요오드 등의 할로겐화물을 조합하여 이용한다. 이것은 양자의 혼합물로서, 또한 철분말 표면을 할로겐화 금속으로 피복한 것이어도 좋다. 또, 본 발명에 이용하는 산소 흡수제에는 또한 제올라이트 등의 다공성 입자에 수분을 함침시킨 것을 더욱 조합하여 상기 산소에 의한 철의 산화를 더욱 촉진시킬 수 있다. 특히, 탄소 라디칼의 라디칼 트랩제로서 힌더드 페놀계 산화 방지제가 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 자외선 흡수제 및 산화 방지제에 관해, 이들 중 적어도 1종, 혹은 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 특히, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제와 힌더드 페놀계 산화 방지제를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.

<점착 부여제>

본 발명에 있어서, 상기 제1 층 및 제2 층의 적어도 어느 한 층은, 열가소성 엘라스토머 성분 100 질량에 대하여, 점착 부여제가 0.1∼100 질량부, 바람직하게는 1.0∼20 질량부의 범위에서 배합된다. 여기서 점착 부여제란 엘라스토머 조성물의 점착성을 증진하기 위한 배합제를 말하며, 예컨대 다음의 점착 부여제가 예시된다.

제1 층의 경우에는 제2 층과의 가황 접착력을 높임과 동시에 가공성, 생산성 및 가스 배리어성을 유지할 필요가 있기 때문이다. 한편, 제2 층의 경우에는, 제1 층과 카커스 플라이 사이에 배치되고, 이들 양자와의 접착성을 높여, 가공성, 생산성 및 가스 배리어성을 유지하기 위해서이다.

본 실시형태에 있어서, 점착 부여제는, 실시형태 2와 동일한 것을 이용할 수 있다.

<이너 라이너>

(폴리머 적층체)

본 발명에 있어서 이너 라이너는 상기 제1 층과 제2 층으로 구성되는 폴리머 적층체가 사용된다. 여기서 제1 층, 제2 층은 열가소성 엘라스토머를 포함하는 엘라스토머 조성물이고, 가황 온도, 예컨대 150℃∼180℃에 있어서, 금형 중에서 연화 상태에 있다. 연화 상태란 분자 운동성이 향상되어 고체와 액체의 중간 상태를 의미한다. 또한, 열가소성 엘라스토머 조성물이 연화 상태에서는, 고체 상태보다 반응성이 향상되기 때문에, 인접하는 부재와 점착, 접착된다. 그 때문에 열가소성 엘라스토머 조성물의 형상 변화나 인접 부재와의 점착, 융착을 방지하기 위해, 타이어의 제조시에는 냉각 공정을 형성하는 것이 바람직하다. 냉각 공정은, 타이어 가황 후에, 10∼300초간, 50∼120℃로 급랭시켜 블래더부 안을 냉각시킬 수 있다. 냉각 매체로는, 공기, 수증기, 물 및 오일로부터 선택되는 1종 이상이 사용된다. 이러한 냉각 공정을 채용함으로써 이너 라이너를 얇게 형성할 수 있다.

(제1 층, 제2 층의 두께)

도 1에 도시한 버트레스 영역(Rs)의 이너 라이너의 두께(Gs)는, 내공기투과성을 저해하지 않는 범위에서 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하고, 바람직하게는 0.05∼0.3 mm의 범위로 설정된다.

제1 층 전체의 평균 두께는, 0.05∼0.3 mm가 바람직하다. 제1 층의 평균 두께가 0.05 mm 미만이면, 제1 층과 제2 층으로 이루어지는 폴리머 적층체를 이너 라이너에 적용한 생타이어의 가황시에, 제1 층이 프레스 압력에 의해 파괴되어, 얻어진 타이어에 있어서 에어 리크 현상이 생길 우려가 있다. 한편, 제1 층의 평균 두께가 0.3 mm를 초과하면 타이어 중량이 증가하여 저연비 성능이 저하된다. 제1 층의 평균 두께는, 또한 0.05∼0.15 mm가 보다 바람직하다. 제1 층의 평균 두께를 상기 범위로 조정함으로써, 내공기투과성을 유지하면서 버트레스 영역의 굴곡 내구성을 향상시킬 수 있다.

제2 층의 평균 두께는, 0.01 mm∼0.3 mm가 바람직하다. 제2 층의 평균 두께가 0.01 mm 미만이면, 폴리머 적층체를 이너 라이너에 적용한 생타이어의 가황시에, 제2 층이 프레스 압력에 의해 파괴되어, 가황 접착력이 저하될 우려가 있다. 한편, 제2 층의 평균 두께가 0.3 mm를 초과하면 타이어 중량이 증가하여 저연비 성능이 저하될 가능성이 있다. 제2 층의 두께는, 또한 0.05∼0.15 mm인 것이 바람직하다.

다음으로, 이너 라이너의 가황 타이어에서의 카커스 플라이와의 배치 상태를 도 2에서 도시한다. 도 2에 있어서, 폴리머 적층체(PL)는, 제1 층(PL1) 및 제2 층(PL2)으로 구성된다. 상기 폴리머 적층체(PL)를 공기 타이어의 이너 라이너에 적용하는 경우, 제2 층(PL2)이 카커스 플라이(6)에 접하도록 타이어 반경 방향 외측을 향해 설치하면, 타이어의 가황 공정에서, 제2 층(PL2)과 카커스(6)의 접착 강도를 높일 수 있다. 얻어진 공기 타이어는, 이너 라이너와 카커스 플라이(6)가 양호하게 접착하고 있기 때문에, 우수한 내공기투과성 및 내구성을 갖는다.

<공기 타이어의 제조방법>

본 발명의 공기 타이어는, 일반적인 제조방법을 이용할 수 있다. 우선 상기 폴리머 적층체(PL)를 이용하여 이너 라이너를 제조한다. 공기 타이어(1)의 생타이어에 상기 이너 라이너를 적용하여 다른 부재와 함께 가황 성형함으로써 제조할 수 있다. 폴리머 적층체(PL)를 생타이어에 배치할 때에는, 제2 층(PL2)이, 카커스 플라이(6)에 접하도록 타이어 반경 방향 외측을 향해 배치한다.

실시예 1

본 발명을 실시예에 따라 설명한다.

<이소부틸렌계 변성 공중합체>

(1) 성분 A-1 : (스티렌/β-피넨)-이소부틸렌-(스티렌/β-피넨) 블록 공중합체(β-피넨 함량 : 9.7 질량%, 수 평균 분자량(Mn) : 103,000).

상기 성분 A-1의 제조방법은 이하와 같다.

2 L의 세퍼러블 플라스크의 용기 안을 질소로 치환한 후, 주사기를 이용하여, 몰레큘러 시브로 건조시킨, n-헥산 31.0 mL 및 동일하게 건조시킨 염화부틸 294.6 mL를 첨가하고, 중합 용기를 -70℃의 드라이 아이스와 메탄올의 혼합 배스 안에 부착하여 냉각시킨 후, 이소부틸렌 모노머 88.9 mL(941.6 mmol)가 들어 있는 3방향 코크 부착 내압 유리제 액화 채취관에 테플론(등록 상표)제의 송액 튜브를 접속하고, 중합 용기 내에 이소부틸렌 모노머를 질소압에 의해 송액했다. p-디쿠밀클로라이드 0.148 g(0.6 mmol) 및 α-피콜린 0.07 g(0.8 mmol)을 첨가했다. 또한 사염화티탄 0.87 mL(7.9 mmol)를 첨가하고 중합을 개시했다. 중합 개시로부터 1.5시간에, 동일한 온도에서 교반을 행한 후, 중합 용액으로부터 중합 용액의 1 mL를 샘플로서 추출했다. 그리고 -70℃로 냉각시켜 둔 스티렌 모노머 10.4 g(99.4 mmol)과 β-피넨 6.8 g(49.7 mmol)을 균일하게 교반한 후, 중합 용기 내에 첨가했다. 스티렌과 β-피넨을 첨가하고 45분 후에 약 40 mL의 메탄올을 첨가하고 반응을 종료시켰다. 반응 용액으로부터 용제 등을 증류 제거한 후, 톨루엔에 용해시켜 2회 수세를 행했다. 그리고 톨루엔 용액을 다량의 메탄올에 첨가하여 중합체를 침전시키고, 얻어진 생성물을 60℃에서 24시간 진공 건조시켰다. GPC 법에 의해 얻어진 블록 공중합체의 분자량을 측정했다. 수 평균 분자량(Mn)은 103,000, Mw/Mn은 1.21이다.

(2) 성분 A-2 : (스티렌/β-피넨)-이소부틸렌-(스티렌/β-피넨) 블록 공중합체(β-피넨 함량 : 5.3 질량%, 수 평균 분자량 : 107,000).

성분 A-2의 제조방법은 이하와 같다.

2 L의 세퍼러블 플라스크의 용기 안을 질소로 치환한 후, 주사기를 이용하여 몰레큘러 시브로 건조시킨, n-헥산 31.0 mL 및 동일하게 건조시킨 염화부틸 294.6 mL를 첨가하고, 중합 용기를 -70℃의 드라이 아이스와 메탄올의 혼합 배스 안에 부착하여 냉각시킨 후, 이소부틸렌 모노머 88.9 mL(941.6 mmol)가 들어 있는 3방향 코크 부착 내압 유리제 액화 채취관에 테플론(등록 상표)제의 송액 튜브를 접속하고, 중합 용기 내에 이소부틸렌 모노머를 질소압에 의해 송액했다. p-디쿠밀클로라이드 0.148 g(0.6 mmol) 및 α-피콜린 0.07 g(0.8 mmol)을 첨가했다.

다음으로 사염화티탄 0.87 mL(7.9 mmol)를 첨가하고 중합을 개시했다. 중합 개시로부터 1.5시간 동일한 온도에서 교반을 행한 후, 중합 용액으로부터 중합 용액 1 mL를 샘플로서 추출했다. 그리고 -70℃로 냉각시킨 스티렌 모노머 10.4 g(99.4 mmol)과 β-피넨 3.6 g(26.3 mmol)을 균일하게 교반한 후, 중합 용기 내에 첨가했다. 스티렌과 β-피넨 첨가 45분 후에 약 40 mL의 메탄올을 첨가하고 반응을 종료시켰다. 반응 용액으로부터 용제 등을 증류 제거한 후, 톨루엔에 용해시켜 2회 수세를 행했다. 또한 톨루엔 용액을 다량의 메탄올에 첨가하여 중합체를 침전시키고, 얻어진 중합체를 60℃에서 24시간 진공 건조시켰다. GPC 법에 의해 얻어진 블록 중합체의 분자량을 측정했다. 블록 공중합체의 수 평균 분자량(Mn)이 107,000, Mw/Mn이 1.23이다.

(3) 성분 A-3 : 스티렌-(이소부틸렌/β-피넨)-스티렌 블록 공중합체(β-피넨 함량 5.3 질량%, 수 평균 분자량 109,000).

성분 A-3의 제조방법은 이하와 같다.

2 L의 세퍼러블 플라스크의 중합 용기 안을 질소로 치환한 후, 주사기를 이용하여, 몰레큘러 시브로 건조시킨, n-헥산 31.0 mL 및 몰레큘러 시브로 건조시킨 염화부틸 294.6 mL를 첨가하고, 중합 용기를 -70℃의 드라이 아이스와 메탄올 혼합 배스 안에 부착하여 냉각시킨 후, β-피넨 3.6 g(26.3 mmol)을 첨가했다.

다음으로 이소부틸렌 모노머 88.9 mL(941.6 mmol)가 들어 있는 3방향 코크 부착 내압 유리제 액화 채취관에 테플론(등록 상표)제의 송액 튜브를 접속하고, 중합 용기 내에 이소부틸렌 모노머를 질소압에 의해 송액했다. 또한 p-디쿠밀클로라이드 0.148 g(0.6 mmol) 및 α-피콜린 0.07 g(0.8 mmol)을 첨가했다. 다음으로 또한 사염화티탄 0.87 mL(7.9 mmol)를 첨가하고 중합을 개시했다. 중합 개시로부터 45분 후, 그리고 -70℃로 냉각시킨 스티렌 모노머 10.4 g(99.4 mmol)을 중합 용기 내에 첨가했다. 스티렌을 첨가하고 나서 45분 후에 약 40 mL의 메탄올을 첨가하고 반응을 종료시켰다. 반응 용액으로부터 용제 등을 증류 제거한 후, 톨루엔에 용해시켜 2회 수세를 행했다. 또한 톨루엔 용액을 다량의 메탄올에 첨가하여 중합체를 침전시키고, 얻어진 중합체를 60℃에서 24시간 진공 건조시켰다. GPC 법에 의해 얻어진 블록 공중합체의 분자량을 측정했다. 블록 공중합체의 수 평균 분자량(Mn)은 109,000, Mw/Mn은 1.21이다.

<SIBS(스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체)>

가네카(주)사 제조의 「시브스타 SIBSTAR 102T(쇼어 A 경도 25, 스티렌 성분 함유량 15 질량%, 중량 평균 분자량 : 100,000)」를 이용했다.

<IIR>

엑손 모빌(주)사 제조의 「엑손 클로로부틸 1066」을 이용했다.

<NR>

천연 고무는, TSR20을 이용했다.

<필러>

필러는, 도카이 카본(주)사 제조의 「시스트 V」(N660, N₂SA : 27 m²/g) 카본 블랙을 이용했다.

<엘라스토머 조성물의 조정>

상기 엘라스토머 성분에, 표 1, 표 2에 나타내는 배합 내용으로 열가소성 엘라스토머 조성물을 조제했다.

<이너 라이너의 제조방법>

표 1, 표 2의 배합에 기초하여, 이소부틸렌계 변성 공중합체(성분 A) 및 SIBS의 엘라스토머 성분을, 2축 압출기(스크루 직경 : φ50 mm, L/D : 30, 실린더 온도 : 220℃)에 투입 혼합하여 엘라스토머 조성물의 펠릿을 얻었다. 그 후, T 다이 압출기(스크루 직경 : φ80 mm, L/D : 50, 다이 립 폭 : 500 mm, 실린더 온도 : 220℃)로 이너 라이너용 시트를 제작했다.

<공기 타이어의 제조>

상술한 방법으로 얻어진 이너 라이너용 시트를 사용하여 생타이어를 준비했다. 다음으로 가황 공정에서, 170℃에서 20분간 프레스 성형하여 제조했다. 타이어 가황 후에, 100℃에서 3분간 냉각시키고, 금형으로부터 가황 타이어를 꺼내고, 도 1에 도시한 기본 구조를 갖는 195/65R15 사이즈의 공기 타이어를 제조했다.

<비교예 1-1∼1-11>

표 1 및 표 2에 있어서, SIBS+성분 A의 혼합층의 두께는, Gs 이외의 영역의 평균 두께를 나타내고 있다. 비교예 1-1을 제외하고, 어느 실시예, 비교예에 있어서도, Gb는 0.6 mm이다.

비교예 1-1의 이너 라이너에는, 다음의 배합 성분을 밴버리 믹서로 혼합하고, 캘린더롤로 시트화하여 두께 1.0 mm의 폴리머 필름을 얻었다. Gs/Gb의 값은 1이다.

IIR (주 1) 80 질량부

NR (주 2) 20 질량부

필러 (주 3) 60 질량부

(주 1) 엑손 모빌(주)사 제조의 「엑손 클로로부틸 1068」.

(주 2) TSR20.

(주 3) 도카이 카본(주)사 제조의 「시스트 V」(N660, 질소 흡착 비표면적 : 27 m²/g).

비교예 1-2는, 상술한 방법으로 제조한 두께 0.6 mm의 SIBS 층을 이너 라이너로서 이용했다. Gs/Gb의 값은 1이다. 비교예 1-3∼1-8은, SIBS에 이소부틸렌계 변성 공중합체(성분 A)를 혼합한 엘라스토머 조성물을 이너 라이너에 이용한 예이고, Gs/Gb의 값은 1이다. 비교예 1-9는, SIBS에 성분 A를 5 질량% 혼합한 예이고, 비교예 1-10은, SIBS에 성분 A를 95 질량% 혼합한 예이고, Gs/Gb의 값은 1이다. 비교예 1-11은, SIBS에 성분 A를 혼합한 예이고, Gs/Gb의 값은 0.25이다.

<실시예 1-1∼1-9>

실시예 1-1∼1-6은, SIBS에 이소부틸렌계 변성 공중합체(성분 A)를 혼합한 엘라스토머 조성물을 이너 라이너에 이용한 예이고, Gs/Gb의 값은 0.75이다.

실시예 1-1, 1-7∼1-9는, SIBS에 성분 A를 혼합한 엘라스토머 조성물을 이너 라이너에 이용한 예이고, Gs/Gb의 값을 변화시킨 것이다. 실시예 1-1의 Gs/Gb의 값은, 0.75로 가장 높고, 실시예 1-9의 Gs/Gb의 값은, 0.33으로 가장 낮다.

<성능 시험>

실시예, 비교예의 시트 및 공기 타이어의 성능 시험은 이하의 방법으로 행했다.

<박리 시험>

JISK-6256 「가황 고무 및 열가소성 고무-접착성을 구하는 방법」에 준하여, 시험편을 제조하고 박리 시험을 행했다. 이너 라이너와 카커스의 박리력을 측정했다. 시험편의 크기는 25 mm 폭이고, 박리 시험은 23℃의 실온 조건하에서 행했다. 이너 라이너와 카커스 박리력은 클수록 바람직하다.

<굴곡 피로성 시험>

JISK-6260 「가황 고무 및 열가소성 고무의 데마차 굴곡 균열 시험 방법」에 준하여, 중앙에 홈이 있는 소정의 시험편을 제작했다. 이너 라이너는, 두께 0.3 mm 시트를 고무에 첩부하고 가황하여, 소정의 시험편을 제작했다. 시험편의 홈의 중심에 미리 칼집(cut)을 내고, 반복 굴곡 변형을 부여하여 균열 성장을 측정하는 시험을 행했다. 분위기 온도 23℃, 왜곡 30%, 주기 5 Hz로, 70만회, 140만회, 210만회시에 균열 길이를 측정하여, 균열이 1 mm 성장하는 데 필요한 굴곡 변형의 반복 횟수를 산출했다. 비교예 1-1의 값을 기준(100)으로 하여, 실시예 및 비교예의 폴리머 적층체의 굴곡 피로성에 관해 지수 표시했다. 수치가 큰 쪽이, 균열이 잘 성장하지 않아 양호하다고 할 수 있다. 예컨대, 실시예 1-1의 지수는 이하의 식으로 구한다.

(굴곡 피로성 지수)=(실시예 1-1의 굴곡 변형의 반복 횟수)/(비교예 1-1의 굴곡 변형의 반복 횟수)×100

<정적 공기압 저하율 시험>

상술한 방법으로 제조한 195/65R15 스틸 레이디얼 PC 타이어를 JIS 규격 림 15×6JJ에 조립하고, 초기 공기압 300 Kpa을 봉입하고, 90일간 실온에서 방치하여, 공기압의 저하율을 계산했다.

<평균 두께의 측정>

195/65R15 스틸 레이디얼 PC 타이어를 둘레 방향으로 8등분하고, 각각의 개소에서, 폭 20 mm로 타이어 직경 방향을 따라 절단한 8개의 커트 샘플을 제조하고, 이 8개의 커트 샘플에 관해, 각각의 버트레스 영역(Rs)과 비드 영역(Rb)에서 등간격으로 5등분한 5점에 관해 이너 라이너층의 두께를 측정했다. 각각 측정한 합계 40점의 측정치의 산술 평균치를 Gs, Gb로 했다.

<내크랙성>

195/65R15 스틸 레이디얼 PC 타이어를 JIS 규격 림 15×6JJ에 조립하고, 정규의 공기압을 충전하고, JATMA YEAR BOOK에서 공기압-부가 능력 대응표로부터, 이 공기압에 대응하는 최대 하중을 부하하고, 속도 80 km/h로 드럼 상에서 주행하여, 외관에 눈으로 확인 가능한 손상이 발생한 시점에서 주행을 종료하고 주행 거리를 구했다. 비교예 1-1의 주행 거리를 100으로 하여 지수로 나타낸다. 지수가 클수록, 내크랙성이 우수하다.

<성능 평가 결과>

표 1 및 표 2에 있어서, 본 발명의 실시예 1-1∼1-9는 비교예 1-1∼1-11에 비해, 모두 박리력, 굴곡 피로성, 정적 공기 저하율 및 내크랙성에 있어서 종합적으로 우수한 것이 확인된다.

실시예 2

표 3 및 표 4에 나타내는 사양으로, 비교예 및 실시예의 공기 타이어를 제조하고, 성능을 평가했다. 폴리머 시트에 이용하는 SIBS 및 변성 SIBS는 이하와 같이 조제했다.

[SIBS]

[SIBS 변성 공중합체의 제조]

2 L의 세퍼러블 플라스크에 스티렌-이소부틸렌 블록 공중합체 75 g(스티렌 함량 30%, 스티렌 유닛의 몰수 0.216몰)을 넣고, 용기 안을 질소로 치환했다. 주사기를 이용하여, 몰레큘러 시브로 건조시킨 n-헥산 1200 mL 및 몰레큘러 시브로 건조시킨 n-부틸클로라이드 1800 ml를 첨가했다.

다음으로, 시린지를 이용하여 메타크릴산 클로라이드 30 g(0.291몰)을 첨가했다. 그리고 용액을 교반하면서 삼염화알루미늄 39.4 g(0.295몰)을 첨가하고 반응을 개시했다. 30분의 반응 후, 반응 용액에 약 1000 ml의 물을 첨가하여 격렬하게 교반하고 반응을 종료시켰다. 반응 용액을 다량의 물로 수회 수세하고, 또한 대량의 메탄올과 아세톤 혼합 용매(1 : 1)에 서서히 적하하여 반응 생성물을 침전시키고, 그 후 반응 생성물을 60℃에서 24시간 진공 건조시켜, SIBS 변성 공중합체(중량 평균 분자량 : 150,000, 스티렌 함량 : 20 질량%, 산염화물 : 1.0 중량%)를 얻었다.

<공기 타이어의 제조>

상기, SIBS 및 변성 SIBS를 2축 압출기(스크루 직경 : φ50 mm, L/D : 30, 실린더 온도 : 220℃)로 펠릿화했다. 그 후, T 다이 압출기(스크루 직경 : φ80 mm, L/D : 50, 다이 립 폭 : 500 mm, 실린더 온도 : 220℃, 필름 게이지 : 0.3 mm)로 폴리머 시트를 제작했다.

공기 타이어는, 도 1에 도시한 기본 구조를 갖는 195/65R15 사이즈의 것에, 상기 폴리머 시트를 이너 라이너에 이용하여 생타이어를 성형하고, 다음으로 가황 공정에서, 170℃에서 20분간 프레스 성형하여 제조했다. 그 후, 공기 타이어는 블래더부 안을 냉각시켜 10∼300초간, 50℃∼120℃로 급랭되었다. 냉각 매체로는 물을 이용했다. 여기서 이너 라이너의 비드 영역(Rb)과 버트레스 영역(Rs)에서 두께를 조정하기 위해, 폴리머 시트의 압출구에 프로파일을 부여하여, 버트레스 영역의 두께(Gs)를 얇게 한 일체물의 시트를 제조하고, 이것을 이너 라이너로서 타이어 내면에 배치했다.

표 3 및 표 4에 있어서, 이너 라이너의 두께는, Gs 이외의 영역의 두께를 나타내고 있다. 비교예 2-1을 제외하고, 어느 실시예, 비교예에 있어서도, Gb는 0.6 mm이다.

<카커스 플라이의 고무 시트>

실시예에 있어서, 카커스 플라이의 토핑 고무의 배합은 이하와 같다.

<토핑 고무의 배합 A>

천연 고무(주 1) 70 질량부

합성 고무(SBR1502) 30 질량부

카본 블랙(주 2) 45 질량부

산화아연 3 질량부

황 3 질량부

가황 촉진제(주 3) 1 질량부

가황 조제 1 질량부

(주 1) TSR20

(주 2) 도카이 카본(주)사 제조의 「시스트 3」(N330)

(주 3) 오우치 신흥 화학사 제조의 「녹세라 CZ」

<비교예 2-1>

비교예 2-1의 이너 라이너에는, 다음의 배합 성분을 밴버리 믹서로 혼합하고, 캘린더롤로 시트화하여 두께 1.0 mm의 폴리머 필름을 얻었다. Gs/Gb의 값은 1이다.

클로로부틸(주 1) 80 질량부

천연 고무(주 2) 20 질량부

필러(주 3) 60 질량부

(주 1) 엑손 모빌(주)사 제조의 「엑손 클로로부틸 1068」

(주 2) TSR20

(주 3) 도카이 카본(주)사 제조의 「시스트 V」(N660, 질소 흡착 비표면적 : 27 m²/g)

<비교예 2-2, 2-7>

비교예 2-2는 SIBS를 폴리머 시트에 이용하고, 비교예 2-7은 변성 SIBS를 폴리머 시트에 이용하고, 그 두께(Gb)는, 0.6 mm이다. Gs/Gb의 값은 1이다.

<비교예 2-3∼2-6, 2-8>

변성 SIBS와 SIBS의 혼합물, 또한 점착 부여제의 혼합물의 폴리머 시트로 두께(Gb)는 0.60 mm의 것을 이너 라이너에 적용했다. Gs/Gb의 값은 1이다.

<비교예 2-9∼2-11>

변성 SIBS와 SIBS의 혼합물, 또한 점착 부여제의 혼합물의 폴리머 시트로 두께(Gb)는, 0.60 mm의 것을 이너 라이너에 적용했다. Gs/Gb의 값은 0.75이다.

<실시예 2-1, 2-3, 2-7∼2-9>

실시예 2-1, 2-3, 2-7∼2-9는, 폴리머 시트에 SIBS, 변성 SIBS 및 점착 부여제를 혼합한 예로, 실시예 2-7∼2-9는, Gs/Gb의 값을 변경하고 있다.

<실시예 2-2, 2-4, 2-5, 2-6>

실시예 2-2, 2-4는, 폴리머 시트에 SIBS와 변성 SIBS를 혼합한 예로, Gs/Gb의 값은 모두 0.75이다.

실시예 2-5, 2-6은, 폴리머 시트에 변성 SIBS, 또는 이것에 점착 부여제를 혼합한 예로, Gs/Gb의 값은 모두 0.75이다.

본 발명의 실시예는, 모두 비교예 2-1에 비해, 박리력, 굴곡 피로성, 정적 공기압 저하율 및 내크랙성이 우수한 것이 확인된다.

<성능 시험>

실시예, 비교예의 공기 타이어의 성능 시험의 방법을 이하에 나타낸다.

<박리 시험>

JIS-K6256 「가황 고무 및 열가소성 고무-접착성을 구하는 방법」에 따라 박리 시험을 행하고, 이너 라이너와 카커스의 박리력(IL/카커스 박리력)을 측정했다. 시험편의 크기는 25 mm 폭이고, 박리 시험은 23℃의 실온 조건하에서 행했다. 이너 라이너와 카커스 박리력은 클수록 바람직하다.

<굴곡 피로성 시험>

JIS-K6260 「가황 고무 및 열가소성 고무의 데마차(De Mattia) 굴곡 균열 시험 방법」에 준하여, 중앙에 홈이 있는 소정의 시험편을 제작했다. 이너 라이너는, 두께 0.3 mm 시트를 고무에 첩부하고 가황하여, 소정의 시험편을 제작했다. 시험편의 홈의 중심에 미리 칼집을 내고, 반복 굴곡 변형을 부여하여 균열 성장을 측정하는 시험을 행했다. 분위기 온도 23℃, 왜곡 30%, 주기 5 Hz로, 70만회, 140만회, 210만회시에 균열 길이를 측정하여, 균열이 1 mm 성장하는 데 필요한 굴곡 변형의 반복 횟수를 산출했다. 비교예 2-1의 값을 기준(100)으로 하여, 실시예 및 비교예의 굴곡 피로성에 관해 지수 표시했다. 수치가 큰 쪽이, 균열이 잘 성장하지 않아 양호하다고 할 수 있다. 예컨대, 실시예 2-1의 지수는 이하의 식으로 구한다.

(굴곡 피로성 지수)=(실시예 2-1의 굴곡 변형의 반복 횟수)/(비교예 2-1의 굴곡 변형의 반복 횟수)×100

<정적 공기압 저하율 시험>

195/65R15 스틸 레이디얼 PC 타이어를 JIS 규격 림 15×6JJ에 조립하고, 초기 공기압 300 Kpa을 봉입하고, 90일간 실온에서 방치하여, 공기압의 저하율을 계산했다.

<평균 두께의 측정>

<내크랙성>

195/65R15 스틸 레이디얼 PC 타이어를 JIS 규격 림 15×6JJ에 조립하고, 정규의 공기압을 충전하고, JATMA YEAR BOOK에서 공기압-부가 능력 대응표로부터, 이 공기압에 대응하는 최대 하중을 부하하고, 속도 80 km/h로, 드럼 상에서 주행하여, 외관에 눈으로 확인 가능한 손상이 발생한 시점에서 주행을 종료하고 주행 거리를 구했다. 비교예 2-1의 주행 거리를 100으로 하여 지수로 나타낸다. 지수가 클수록 내크랙성이 우수하다.

실시예 3

<폴리머 적층체>

본 발명의 제1 층 및 제2 층으로 이루어지는 폴리머 적층체의 제조에 이용한 열가소성 엘라스토머(SIB, SIBS, SIS 및 SIBS 변성 공중합체), 자외선 흡수제, 산화 방지제는 이하와 같이 조제했다.

[SIB]

교반기 부착 2 L 반응 용기에, 메틸시클로헥산(몰레큘러 시브로 건조시킨 것) 589 mL, n-부틸클로라이드(몰레큘러 시브로 건조시킨 것) 613 ml, 쿠밀클로라이드 0.550 g을 첨가했다. 반응 용기를 -70℃로 냉각시킨 후, α-피콜린(2-메틸피리딘) 0.35 mL, 이소부틸렌 179 mL를 첨가했다. 또한 사염화티탄 9.4 mL를 첨가하고 중합을 개시하고, -70℃에서 용액을 교반하면서 2.0시간 반응시켰다. 다음으로 반응 용기에 스티렌 59 mL를 첨가하고, 또한 60분간 반응을 계속한 후, 대량의 메탄올을 첨가하고 반응을 정지시켰다. 반응 용액으로부터 용제 등을 제거한 후에, 중합체를 톨루엔에 용해시켜 2회 수세했다. 이 톨루엔 용액을 메탄올 혼합물에 첨가하여 중합체를 침전시키고, 얻어진 중합체를 60℃에서 24시간 건조시킴으로써 스티렌-이소부틸렌 디블록 공중합체를 얻었다(스티렌 성분 함유량 : 15 질량%, 중량 평균 분자량 : 70,000).

[SIBS]

[SIS]

크레이톤 폴리머사 제조의 D1161JP(스티렌 성분 함유량 15 질량%, 중량 평균 분자량 : 150,000)를 이용했다.

[SIBS 변성 공중합체의 제조]

다음으로, 시린지를 이용하여 메타크릴산 클로라이드 30 g(0.291몰)을 첨가했다. 그리고 용액을 교반하면서 삼염화알루미늄 39.4 g(0.295몰)을 첨가하고 반응을 개시했다. 30분의 반응 후, 반응 용액에 약 1000 ml의 물을 첨가하여 격렬하게 교반하고 반응을 종료시켰다. 반응 용액을 다량의 물로 수회 수세하고, 또한 대량의 메탄올과 아세톤 혼합 용매(1 : 1)에 서서히 적하하여 반응 생성물을 침전시키고, 그 후 반응 생성물을 60℃에서 24시간 진공 건조시켜, SIBS 변성 공중합체(중량 평균 분자량 : 150,000, 스티렌 함량 : 20 중량%, 산염화물 : 1.0 중량%)를 얻었다.

[자외선 흡수제]

(주)ADEKA사 제조의 벤조트리아졸계 자외선 흡수제로서 「아데카스타브 LA-36」(2-(2'-히드록시-3'-ter-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸)을 이용했다. 이 자외선 흡수제는 융점이 138∼141℃, 분자량 315.8, 최대 흡수 파장이 353 nm이다.

[산화 방지제]

BASF사 제조의 힌더드 페놀계 산화 방지제로서 「IRGANOX 1010」(펜타에리트리틸·테트라키스(3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트)을 이용했다. 이 산화 방지제의 융점은 110∼125℃이고, 비중이 1.15, 분자량이 117.7이다.

(주 1) 점착 부여제 : C9 석유 수지, 아르콘 P140(아라카와 화학 공업(주)사 제조, 연화점 140℃, 중량 평균 분자량(Mw) : 900).

(주 2) 폴리이소부틸렌 : 신닛폰 석유(주)사 제조, 「테트락스 3T」(점도 평균 분자량 30,000, 중량 평균 분자량 49,000).

<이너 라이너의 제조방법>

표 5, 표 6의 실시 배합, 비교 배합에 기초하여, SIBS 변성 공중합체, SIBS, SIS 및 SIB 등의 열가소성 엘라스토머 조성물을, 2축 압출기(스크루 직경 : φ50 mm, L/D : 30, 실린더 온도 : 220℃)로 펠릿화했다. 그 후, T 다이 압출기(스크루 직경 : φ80 mm, L/D : 50, 다이 립 폭 : 500 mm, 실린더 온도 : 220℃, 필름 게이지 : 제1 층은 0.25 mm, 제2a 층 및 제2b 층은 모두 0.05 mm)로 이너 라이너를 제작했다.

이너 라이너의 비드부 영역(Rb)과 버트레스 영역(Rs)의 두께를 조정하기 위해, 폴리머 시트의 압출구에 프로파일을 부여하여, 버트레스 영역의 두께(Gs)를 얇게 한 일체물의 시트를 제작하고, 이것을 이너 라이너로서 타이어 내면에 배치했다.

<공기 타이어의 제조>

공기 타이어는, 도 1에 도시한 기본 구조를 갖는 195/65R15 사이즈의 것을 제조했다. 상기 폴리머 적층체를 이너 라이너에 이용하여 생타이어를 제조하고, 170℃에서 20분간 프레스 가황을 행했다. 가황 타이어를 가황 금형으로부터 꺼내지 않고, 110℃에서 3분간 냉각시킨 후에 가황 금형으로부터 꺼냈다. 냉각 매체로는 물을 사용했다.

표 5에 제1 층의 비교 배합 1∼6 및 실시 배합 1∼8, 표 6에 제2 층의 비교 배합 7∼13 및 실시 배합 9∼17의 내용이 기재되어 있다. 제1 층 및 제2 층에 이들 배합을 이용하여 실시예 및 비교예의 타이어를 제조했다. 그 사양 및 성능 평가의 결과를 표 7∼표 8에 나타낸다.

<비교예 3-1∼3-5, 실시예 3-1∼3-9>

표 7에 있어서, 비교예 3-1, 3-2는, 제1 층에 SIBS를, 제2 층에 SIS를 이용하고, Gs/G가, 각각 1, 0.5인 이너 라이너의 예이다. 비교예 3-3은, 제1 층에 SIBS를, 제2 층에 SIS를 이용한 이너 라이너의 예이다. 비교예 3-4는 제1 층에 SIBS를 제2 층에 SIB를 이용한 이너 라이너의 예이다. 비교예 3-5는, 제1 층에 SIBS 변성 공중합체를, 제2 층에 SIS를 이용한 이너 라이너의 예이다.

실시예 3-1∼3-4는, 제2 층에 SIS를, 제1 층에 엘라스토머 성분을 변경한 배합(실시 배합 1∼4)을 이용한 이너 라이너의 예이다. 실시예 3-5∼3-9는, 제1 층에 SIBS를, 제2 층에 엘라스토머 성분을 변경한 배합(실시 배합 6∼10)을 이용한 이너 라이너의 예이다. 본 발명의 실시예 3-1∼3-9는, 내후성, 내굴곡균열성장성, 내공기투과성 및 구름 저항성이 종합적으로 우수한 것이 확인된다.

<비교예 3-6, 실시예 3-10∼3-13>

표 8에 있어서, 비교예 3-6은, 제1 층 및 제2 층에 실시예 3-4와 동일한 배합을 이용하고, Gs/G가 1인 이너 라이너의 예이다. 실시예 3-10∼3-13은, 제1 층 및 제2 층에 비교예 3-6과 동일한 배합으로 Gs/G의 값을 변화시킨 이너 라이너의 예이다. 비교예 3-6보다 실시예 3-10∼3-13은, 내후성, 내굴곡균열성장성, 내공기투과성 및 구름 저항성이 종합적으로 우수한 것이 확인된다.

또, 표 7, 표 8에 있어서, 제1 층의 층 두께, 제2 층의 층 두께의 값은, 버트레스 영역(Rs)을 제외한, 타이어 크라운부로부터 비드부에 걸친 평균 두께를 의미한다.

<성능 시험>

상술한 바와 같이 제조된 공기 타이어에 관해, 이하의 성능 시험을 행했다.

<내후성 시험>

타이어 이너 라이너 내부에 관해, 스가 시험기(주) 제조의 선샤인 수퍼 롱라이프 웨더미터(Sunshine Super Long-Life Weather Meter)를 이용하여, 다음의 조건에서 내후성 시험을 행했다. 조(bath) 내 온도 63℃, 습도 50%, 60℃ 중, 12분간 강우의 조건에서 60시간 조사하고, 시험 후의 이너 라이너의 균열 개수를 구했다. 비교예 3-1을 기준으로 하여, 다른 비교예, 실시예와의 균열 개수의 상대치를 구하고, 이하의 식에 기초하여 내후성 지수를 산출했다. 수치가 클수록 내후성이 우수하다.

내후성 지수=(비교예 3-1의 균열 개수)/(각 실시예의 균열 개수)×100

<굴곡 균열 성장 시험>

내구 주행 시험은, 이너 라이너가 균열되거나 박리되거나 하는지의 여부로 평가했다. 시험 제작 타이어를 JIS 규격 림 15×6JJ에 조립하고, 타이어 내압은 150 KPa로 통상보다 저내압으로 설정하고, 하중은 600 kg, 속도 100 km/h, 주행 거리 20,000 km로 타이어의 내부를 관찰하여, 균열, 박리의 수를 측정했다. 비교예 3-1을 기준으로 하여, 각 비교예, 실시예의 균열 성장성을 지수로 표시했다. 지수의 값이 클수록, 굴곡 균열 성장이 작은 것을 나타낸다.

굴곡 균열 성장 지수=(비교예 3-1의 균열의 수)/(각 실시예의 균열의 수)×100

<정적 공기압 저하율 시험>

<평균 두께의 측정>

<구름 저항 지수>

(주)고베 제강소 제조의 구름 저항 시험기를 이용하여, 시험 제작 타이어를 JIS 규격 림 15×6JJ에 조립하고, 하중 3.4 kN, 공기압 230 kPa, 속도 80 km/h의 조건으로, 실온(38℃)에서 주행시켜 구름 저항을 측정했다. 그리고, 하기의 계산식에 기초하여 비교예 3-1을 기준 100으로 하여, 실시예의 구름 저항 변화율(%)을 지수로 표시했다. 구름 저항 변화율이 클수록, 구름 저항이 저감되어 있는 것을 나타낸다.

구름 저항 지수=(비교예 3-1의 구름 저항)/(실시예의 구름 저항)×100

<종합 판정>

판정 A는, 다음의 조건을 전부 만족한 것을 말한다.

(a) 내후성 지수가 105 이상.

(b) 굴곡 균열 성장 지수가 120 이상.

(c) 정적 공기압 저하율이 2.7 미만.

(d) 구름 저항 지수가 105 이상.

판정 B는, 다음의 조건 중 어느 하나를 만족하는 경우를 말한다. 복수의 판정에 해당하는 경우에는, 평가가 낮은 쪽을 채용했다.

(a) 내후성 지수가 100 미만.

(b) 굴곡 균열 성장 지수가 120 미만.

(c) 정적 공기압 저하율이 2.7 이상.

(d) 구름 저항 지수가 105보다 작다.

산업상 이용 가능성

본 발명의 공기 타이어는, 승용차용 공기 타이어 외에, 트럭·버스용, 대형 차량용 등의 공기 타이어로서 이용할 수 있다.

1 : 공기 타이어, 2 : 트레드부, 3 : 사이드월부, 4 : 비드부, 5 : 비드 코어, 6 : 카커스 플라이, 7 : 벨트층, 8 : 비드 에이펙스, 9 : 이너 라이너, Rb : 비드 영역, Rs : 버트레스 영역, Le : 타이어 최대폭 위치, Lt : 비드 토, Lu : 벨트층단의 대응 위치, PL : 폴리머 적층체, PL1 : 제1 층, PL2 : 제2 층.

Claims

타이어 내측에 이너 라이너를 구비한 공기 타이어로서,
상기 이너 라이너는, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체의 7 질량% 이상 93 질량% 이하와, β-피넨 성분을 포함하는 이소부틸렌계 변성 공중합체의 7 질량% 이상 93 질량% 이하가 혼합된 엘라스토머 성분을 포함하는 엘라스토머 조성물로 이루어지는 시트로 구성되고,
상기 이너 라이너는, 타이어 최대폭 위치로부터 비드 토(bead toe)에 걸친 비드 영역(Rb)의 평균 두께(Gb)와, 타이어 최대폭 위치로부터 벨트층단(端)의 대응 위치(Lu)에 걸친 버트레스 영역(Rs)의 평균 두께(Gs)의 비(Gs/Gb)가, 0.30∼0.75인 공기 타이어.
제1항에 있어서, 상기 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체는 스티렌 성분 함유량이 10∼30 질량%이고, 중량 평균 분자량이 50,000∼400,000인 공기 타이어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 엘라스토머 조성물의 엘라스토머 성분 중에 이소부틸렌계 변성 공중합체를 10 질량% 이상 90 질량% 이하 포함하는 공기 타이어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이소부틸렌계 변성 공중합체의 β-피넨 함유량이, 0.5∼25 중량%인 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이소부틸렌계 변성 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw)이 30,000∼300,000이며, 또한 분자량 분포의 값(중량 평균 분자량(Mw)/수 평균 분자량(Mn))이 1.3 이하인 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이너 라이너의 버트레스 영역의 평균 두께(Gs)는, 0.05∼0.45 mm인 공기 타이어.
타이어 내측에 이너 라이너를 구비한 공기 타이어로서,
상기 이너 라이너는, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체의 스티렌 블록 부분이, 불포화 결합을 갖는 산염화물로 변성된 SIBS 변성 공중합체를 포함하는 엘라스토머 조성물로 이루어지는 폴리머 시트로 구성되고,
상기 이너 라이너는, 타이어 최대폭 위치로부터 비드 토에 걸친 비드 영역(Rb)의 평균 두께(Gb)보다, 타이어 최대폭 위치로부터 벨트층단의 대응 위치(Lu)에 걸친 버트레스 영역(Rs)의 평균 두께(Gs)의 비(Gs/Gb)가, 0.30∼0.75인 공기 타이어.
제7항에 있어서, 상기 산염화물이 메타크릴산 클로라이드인 공기 타이어.
타이어 내측에 이너 라이너를 구비한 공기 타이어로서,
상기 이너 라이너는, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체의 스티렌 블록 부분이, 산무수물로 변성된 SIBS 변성 공중합체를 포함하는 엘라스토머 조성물로 이루어지는 폴리머 시트로 구성되고,
상기 이너 라이너는, 타이어 최대폭 위치로부터 비드 토에 걸친 비드 영역(Rb)의 평균 두께(Gb)보다, 타이어 최대폭 위치로부터 벨트층단의 대응 위치(Lu)에 걸친 버트레스 영역(Rs)의 평균 두께(Gs)의 비(Gs/Gb)가, 0.30∼0.75인 공기 타이어.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체는 스티렌 성분 함유량이 10∼30 질량%이고, 중량 평균 분자량이 50,000∼400,000의 범위인 공기 타이어.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SIBS 변성 공중합체가, 엘라스토머 성분 중에 10 질량% 이상 100 질량% 이하인 공기 타이어.
제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엘라스토머 조성물의 엘라스토머 성분은, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체와 SIBS 변성 공중합체의 혼합물인 공기 타이어.
제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 엘라스토머 조성물에는, 점착 부여제가, 엘라스토머 성분 100 질량부에 대하여, 0.1∼100 질량부 배합되어 있는 공기 타이어.
제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이너 라이너의 버트레스 영역의 평균 두께(Gs)는, 0.05∼0.40 mm인 공기 타이어.
트레드부로부터 좌우 양측의 비드부에 걸친 카커스층과, 그 크라운부 외측에 벨트층과, 상기 카커스층의 내측에 이너 라이너를 배치한 공기 타이어에 있어서,
상기 이너 라이너는, 타이어 내측에 배치되는 제1 층과, 상기 카커스 플라이의 고무층과 접하도록 배치되는 제2 층으로 구성되어 있고,
(A) 상기 제1 층은, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체 및 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체의 스티렌 블록 부분이 불포화 결합을 갖는 산염화물 혹은 산무수물로 변성된 SIBS 변성 공중합체의, 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 엘라스토머와 자외선 흡수제 및 산화 방지제를 포함하는 엘라스토머 조성물이고,
(B) 상기 제2 층은, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 및 스티렌-이소부틸렌 블록 공중합체의 적어도 어느 하나를 포함하는 엘라스토머를 포함하고,
상기 제1 층 및 상기 제2 층은 자외선 흡수제 및 산화 방지제를 합계로 엘라스토머 성분의 0.5 질량%∼40 질량% 포함하는 엘라스토머 조성물이고,
상기 이너 라이너는, 타이어 최대폭 위치로부터 비드 토에 걸친 비드 영역(Rb)의 평균 두께(Gb)보다, 타이어 최대폭 위치로부터 벨트층단의 대응 위치(Lu)에 걸친 버트레스 영역(Rs)의 평균 두께(Gs)가 얇은 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제15항에 있어서, 상기 이너 라이너의 버트레스 영역의 평균 두께(Gs)와, 비드 영역의 평균 두께(Gb)의 비(Gs/Gb)는, 0.5∼0.7인 공기 타이어.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 이너 라이너의 버트레스 영역의 평균 두께(Gs)는, 0.06∼0.30 mm인 공기 타이어.
제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 층 및 상기 제2 층 중 어느 층의 엘라스토머 조성물은, SIBS 변성 공중합체가 엘라스토머 성분의 5 질량%∼100 질량% 배합되어 있는 공기 타이어.
제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 층 및 제2 층 중 어느 층의 엘라스토머 조성물은, 점착 부여제 또는 폴리이소부틸렌이 배합되어 있는 공기 타이어.